Ремонт блока АТХ/АТ (методика)

Ремонт блока АТХ/АТ (методика)

Ремонт блока АТХ/АТ (методика).

---

	Типовую схему можно взять тут:  AT и ATX

   Все работы с импульсным блоком питания проводить отключив его от сети ~220V !!!

  Схема управления.
  
  Проверку блока начинают со схемы управления. (ШИМ-контроллер TL494CN)
  Описание микросхемы можно взять тут
  
  Для этого понадобится стабилизированный блок питания 12В.
  Подключаем к схеме испытуемого ИБП как показано на схеме рис.1 и смотрим 
  наличае осциллограмм на соответсвующих выводах.
  Показания осциллографа снимать относительно общего провода.
  
  Рис.1 Проверка работоспособности TL494CN

  После проверки не забудь вывод 4 вернуть в схему !!!
  
  
  Высоковольтная цепь.
  
  Для этого последовательно проверяем: предохранитель, защитный терморезистор,
  катушки, диодный мост, электролиты высокого напряжения, силовые транзисторы (2SC4242),
  первичную обмотку трансформатора, элементы управления в базовой цепи 
  силовых транзисторов.   (смотри рис.2 и рис.3)

  Первыми обычно сгорают силовые транзисторы.
  Лучше заменить на аналогичные: 2SC4242, 2SC3039, КТ8127(А1-В1), КТ8108(А1-В1) и т.п.
  Элементы в базовой цепи силовых транзисторов.(проверить резисторы на обрыв)
 
  Как правило, если сгорает диодный мост (диоды звонятся накоротко), то соответственно
  от поступившего в схему переменного тока вылетают электролиты высокого напряжения.
  Обычно мост - это RS205 (2А 500В) или хуже. Рекомендуемый - RS507 (5А 700В) или аналог.
  Ну и последним всегда горит предохранитель. :)
  
  И так: все нерабочие элементы заменены. Можно приступить к безопасным
  испытаниям силовой части блока. Для этого понадобится трансформатор с вторичной 
  обмоткой на 36В. Подключаем как показано на Рис.2 
  На выходе диодного моста должно быть напряжение 50..52В
  Соответственно на каждом электролите высокого напряжения будет половина от 50..52В.
  Между эмиттером и коллектером каждого силового транзистора также 
  должна быть половина от 50..52В.
 
  Рис.2 Проверка входной цепи.
 


  Если всё в порядке, то можно переходить к следующему пункту.

  
  Проверка работы силовых транзисторов.

  Проверку режимов работы в принципе можно и не делать.
  Если первые два пункта пройдены, то на 99% можно считать БП исправным.
  Однако, если силовые транзисторы были заменены на другие аналоги или если вы решили
  заменить биполярные транзисторы на полевые (напрмер КП948А, цоколёвка совпадает),
  то необходимо проверить как транзистор держит переходные процессы.
  Для этого необходимо подключить испытуемый блок как показано на рис.1 и рис.2.
  Осциллограф отключить от общего провода!
  Осциллограммы на коллекторе силового транзистора измерять относительно его эмиттера.
  (как показано на рис.3, напряжение будет меняться от 0 до 51В)
  При этом процесс перехода от низкого уровня к высокому должен быть мгновенным.
  (ну или почти мгновенным). Это во многом зависит от частотных харрактеристик 
  транзистора и демпферных диодов (на рис.3 FR155. аналог 2Д253, 2Д254).
  Если переходной процесс происходит плавно (присутствует небольшой наклон),
  то скорее всего уже через несколько минут радиатор силовых транзисторов 
  очень сильно нагреется. (при нормальной работе - радиатор длжен быть холодный)

  Рис.3 Проверка работы силовых транзисторов.
 

 
  
  Проверка выходных параметров блока питания.
 
  После всех вышеперечисленных работ необходимо проверить
  выходные напряжения блока.
  Нестабильность напряжения при динамической нагрузке, 
  собственные пульсации и т.п.

  Можно на свой страх и риск воткнуть испытуемый блок 
  в рабочую системную плату или собрать схему рис. 4

  Рис.4 Упрощенная схема нагрузки БП.

 

  
  Данная схема собирается из резисторов ПЭВ-10.
  Резисторы монтировать на алюминиевый радиатор.
  (для этих целей очень хорошо подходит швеллер 20х25х20)
  Блок питания без вентилятора не включать !
  Также желательно обдувать резисторы.
  
  Пульсации смотреть осциллографом непосредственно на нагрузке.
  (от пика до пика должно быть не более 100 мВ, в худшем случае 300 мВ)

  Вообще не рекомендуется нагружать БП более 1/2 заявленной мощности.
  (например: если указано, что БП 200 Ватт, то нагружать не более 100 Ватт)

  При желании схему нагрузки можно усложнить: 

  Рис.4.1 Экстремальная нагрузка блока питания.
 



  Автогенераторный вспомогательный источник. 

  Используется для питания TL494CN и стабилизатора +5Vsb
  (смотри схему АТХ блока)
  
  Варианты вспомогательных источников в недорогих блоках:
  
  Рис.5  Вариант 1
  


  

  Рис.6  Вариант 2
  



   В более дорогих БП дополнительные источники реализуют на микросхемах серии TOPSwitch.
    KA1H0165R  KA1H0165RN



...или второй вариант:

.

Part	Value	Part	Value
R101	100 kOm	D101	UF4007
R102	500 kOm	D102	1N4937
R103	120 Om	D103	1N4948
R104	1,2 kOm	D201	Shottoky
C101	222/630V	C202	470mF / 10V
C103	222 uF	R201	500 Om
ZD101	12V / 0.5W	D201	20mH

   Описание на русском языке смотрите на сайте www.compitech.ru   
		вот тут или воспользоваться поисковиком     www.av.com


Назад 

Как проверить микросхему ШИМ-контроллера TL494(ka7500)

Вчера дошли руки до практического изучения этого, самого распространенного до недавнего времени, (на сегодняшний момент технологии пошли дальше) ШИМ-контроллера. У меня скопилось около 30 неисправных блоков. Не знаю, что первичнее, я их коллекционировал, чтобы научиться их ремонтировать, или я мечтал научиться их ремонтировать, для того и коллекционировал=))) Игрушечный осциллограф miniDSO DS203 я покупал(уже несколько лет назад), в первую очередь, с целью практического исследования импульсных источников. Тогда я с ним поиграл, и забросил идею ремонта блоков питания. У меня не хватило опыта и морального духу, чтобы разобраться в устройстве микросхемы.
До сих пор мне удавалось отремонтировать только блоки с незначительными поломками.
Описаний работы микросхемы в интернете хоть отбавляй, я и раньше читал, например, эту статью, но ничего с ходу не понял.
Управляющая микросхема TL494
А тут мне попалось видео как парень запросто взял и отремонтировал блок.
Ссылка на тот момент, где он проверяет исправность микросхемы ШИМ.
Правильный ремонт блока питания ATX (by TheMovieAll)
Вобщем я опять достал один из неисправных блоков, и начал повторять за ним.
На AT блоке эксперимент удался сразу, при подаче питания с внешнего источника, микросхема запустилась, и я мог наблюдать «правильные» осциллограммы на 5-ой, 8-ой, и 11-ой ножках микросхемы. С ATX болком сразу не получилось.
Помучавшись немго, попытавшись запустить ШИМ в нескольких ATX блоках, я подумал, что не может быть, чтобы у всех был неисправен именно ШИМ. Значит я делаю что-то не так. Только тогда возникла мысль о PS-on сигнале. Замкнул его на землю, и заработало! Тут хочется добавить, замыкание резистора на 4-ой ножке, не универсальный метод, зависит от конкретного рисунка платы блока, часто DTC соединен с Vref так, что их не разъединить не разрезав дорожку. Парню TheMovieAll повезло, он замкнув резистор не посадил на землю Vref. Лучше этот резистор вообще не трогать. Более корректная методика — по инструкции с известного сайта ROM.by, пункт 3. Хотя я и читал ее несколько лет назад, обилие информации не позволило мне осмыслить и понять. Ну, видимо, некоторые вещи должны осмысливаться годами=)))
ROM.by: Азбука молодого ремонтника БП. Прочти, потом задавай вопрос.
Цитата:
«Проверка микросхемы ШИМ TL494 и аналогичных (КА7500).
Про остальные ШИМ будет написано дополнительно.
1. Включаем блок в сеть. На 12 ноге должно быть порядка 12-30V.
2. Если нет — проверяйте дежурку. Если есть — проверяем напряжение на 14 ноге — должно быть +5В (+-5%).
3. Если нет — меняем микросхему. Если есть — проверяем поведение 4 ноги при замыкании PS-ON на землю. До замыкания должно быть порядка 3…5В, после — около 0.
4. Устанавливаем перемычку с 16 ноги (токовая защита) на землю (если не используется — уже сидит на земле). Таким образом временно отключаем защиту МС по току.
5. Замыкаем PS-ON на землю и наблюдаем импульсы на 8 и 11 ногах ШИМ и далее на базах ключевых транзисторов.
6. Если нет импульсов на 8 или 11 ногах или ШИМ греется – меняем микросхему. Желательно использовать микросхемы от известных производителей (Texas Instruments, Fairchild Semiconductor и т.д.).
7. Если картинка красивая – ШИМ и каскад раскачки можно считать живым.
8. Если нет импульсов на ключевых транзисторах — проверяем промежуточный каскад (раскачку) – обычно 2 штуки C945 с коллекторами на трансе раскачки, два 1N4148 и емкости 1…10мкф на 50В, диоды в их обвязке, сами ключевые транзисторы, пайку ног силового трансформатора и разделительного конденсатора.»

измерение Vb до V убивает MOSFET

Мне подарили новый цифровой осциллограф. В качестве учебного курса я наблюдал некоторые формы сигналов моей тестовой полномостовой схемы на 12 В, которая управляется TL494, а два IR2110 работают с МОП-транзисторами IRF3710 на 100 В. Во время тестов я использовал ограниченный источник питания 12 В, 5 А.

Моя цель — наблюдать формы сигналов, генерируемые возможными паразитными элементами схемы моей печатной платы, которые описаны в an-978.pdf , в разделе 5 «Как справиться с отрицательными переходными процессами на выводе Vs». Я успешно наблюдал недолет Vs-COM.

Однако мне было любопытно, как высоко идет высокая сторона и какое время подъема. Поэтому я подключил GND осциллографа к V, а щуп — к HO. Я наблюдал форму волны, но мосфет, с которым он работал, умер. Я не заметил этого сразу, потому что у меня был ограниченный источник питания, а входной ток увеличился всего в два раза. Заметил, что только после выключения, когда я касался радиатора, он был теплым. И эта высокая сторона мосфета умерла из-за короткого замыкания.

Глупо, что я сделал? Как безопасно измерить эту точку?

Во время этого теста GND осциллографа был подключен только к V, и использовался только один канал. Прицел не был заземлен (в моем здании нет провода PE).

Энди ака

Таким образом, без провода защитного заземления фаза и нейтраль (через конденсаторы внутри источника питания прицела) «заставят» заземление прицела примерно вдвое снизить напряжение переменного тока источника питания. В прицеле используются конденсаторы, потому что он фильтрует питание по вполне нормальным и разумным причинам.

Затем вы применяете это заземление (теперь, может быть, 60 В переменного тока или 120 В переменного тока) к чувствительной точке в вашей цепи.

Не стоит удивляться тому, что произошло. Подумайте, как это получится:

На приведенном выше рисунке показан «встроенный» фильтр электромагнитных помех переменного тока, в котором используется защитное заземление. Теперь у вашего прицела будет земля, и вы, по сути, отключите ее. Теперь два конденсатора с пометкой Cv образуют делитель потенциала переменного тока, а выходная земля находится под напряжением 60 или 120 В переменного тока. Да, этого недостаточно, чтобы кого-то убить, но достаточно, чтобы пробить ворота на полевом МОП-транзисторе.

AT блок питания на TL494 своими руками

Приветствую, Самоделкины!
В данной статье продолжим изучать различные топологии вместе с Романом (автором YouTube канала «Open Frime TV»), и на очереди у нас AT блок питания.

На данный момент такие блоки питания потихоньку уходят из быта. Но давайте все же попробуем собрать один такой блок и разобраться что к чему.

Топология здесь довольно сложная. По этой причине автор оттягивал, как только можно, создание блока питания данного типа. Давайте разбираться, что к чему. Если посмотреть на полумостовой блок питания с полевыми транзисторами, то тут практически не возникает вопросов как это работает, все вроде понятно.

Взглянув же на блок питания АТ, то тут появляется парочка вопросов.

Первый вопрос: зачем третья обмотка в ТГР (трансформаторе гальванической развязке)?

Второй вопрос: зачем дополнительные транзисторы после управляющей микросхемы?

В общем, давайте по порядку рассмотрим все сложные моменты. Начнем с трансформатора гальванической развязки (ТГР).


Самое главное, что нужно усвоить, это трансформатор тока, а не напряжения, как в схеме с полевиками. Все из-за того, что для управления биполярным транзисторам необходим ток, а полевикам напряжение. Ну и, казалось бы, в чем собственно проблема, берем, вдуваем в ТГР больше мощности и вот, он уже спокойно рулит и полярниками.

Но для начала давайте представим какой ток должен быть в цепи базы. Средний h31 у биполярных транзисторов, которые тут применяются, около 10. Для того, чтобы транзистор пропустил ток в 2А, необходимо ему в базу подать 200мА.

И вроде бы все просто, подаем 200мА и забываем про эту проблему. Но стоит напомнить, что у транзисторов есть такой момент, как рассасывание не основных зарядов. Причем, чем больше был ток базы, тем дольше транзистор закрывается, а это уже влечет за собой нагрев.
В АТ блоках питания это пофиксили введением положительной обратной связи. Если быть еще более точным, то той самой дополнительной третьей обмоткой ТГР.


Работает это следующим образом: ток силового трансформатора проходит через ТГР и создает в нем прирост тока для открытия транзистора. Отсюда следует, что чем больше нагрузка, тем больше ток базы. Соответственно, чем меньше нагрузка, тем меньше ток базы. И все это возможно без применения каких бы то ни было микросхем и управляющих элементов. Довольно интересное решение, не правда ли.

Также через этот трансформатор можно отслеживать протекающий в первичке ток и построить на этом защиту. В стандартных схемах это делают следующим образом: снимают сигнал со средней точки первичной обмотки, так как напряжение на ней поднимается пропорционально току нагрузки. Чем выше этот ток, тем соответственно больше напряжение.


Далее узел защиты следит за уровнем сигнала. Если он превышает заданный уровень, то происходит либо уменьшение ширины импульсов, либо же их полная остановка.

Теперь давайте разберемся с транзисторами на первичке.

Тут необходимо понимать, что данные транзисторы инвертируют сигнал. Получается, что транзисторы постоянно открыты. Когда микросхема (в данном случае TL494) подает сигнал, она закрывает определенный транзистор. Это в свою очередь дает импульс в ТГР, а тот, уже открывает силовой транзистор.

Диоды в эмиттерах транзисторов необходимы для того, чтобы гарантированно закрыть последние.

Также нужно отметить, что управляющий импульс здесь довольно слабый, и пытаться его увеличить не имеет никакого смысла.
АТ блок питания отличается от блока питания АТХ наличием дежурки.

В случае АТ блока необходимо создать условие запуска. Для этого вводят вот эти резисторы (см. изображение ниже).

Пара этих резисторов и дает старт схеме. Давайте более подробно рассмотрим, как это работает.
Собственно, здесь все довольно просто и ничего необычного нет. В момент включения блока питания, на базах 0 В. Затем постепенно, по мере заряда основных емкостей, туда через резисторы поступает некоторое напряжение, а так как параметры транзисторов не идентичны, один из них начнет открываться быстрее. А как мы знаем, постоянный ток в индуктивности не создает поле, поэтому, через некоторое время ток перестанет создавать поле в ТГР. Что это значит? А значит это то, что транзистор начнет закрываться.

А так, как в схеме присутствуют вот эти два конденсатора (см. изображение ниже), после первого же импульса, один из них будет заряжен, он то и подопрет базу транзистора и не даст ему вновь открыться.


Далее откроется противоположный транзистор и так по кругу. Вследствие таких манипуляций, на выходной обмотке силового трансформатора будут появляться импульсы, которые зарядят вот эту емкость:


После превышения на ней напряжения в 8В, включится микросхема и уже возьмет управление на себя.

Дальнейшая схема уже не представляет особого интереса, так как подобное уже не раз разбиралось, например, отслеживание отрицательного напряжения шунта и отрицательная обратная связь.

Со схемой разобрались, можно переходить к печатной плате. Автор изготовил данную печатку чисто для ознакомления с данным типом блоков питания, поэтому снять большую мощность в данном случае не получится.

Но это решается перерисовкой печатки с большим трансформатором. Если хотите сделать хороший блок питания, придется нарисовать свою плату. Скачать архив проекта можно ЗДЕСЬ.

Чтобы все было красиво, можно заказать печатные платы, например, в Китае. Тогда вы получите печатки высокого заводского качества. Экспериментальный же образец можно изготовить методом ЛУТ, что собственно и сделал автор.
Следующим шагом можно запаять на плату радиодетали, все, кроме трансформаторов, их еще предстоит намотать.


Начнем с трансформатора гальванической развязки (ТГР). Его расчет довольно-таки сложный. Здесь необходимо выдержать коэффициент трансформации для нормального управления, чтобы насыщение базы не было в избытке или недостатке. По этой причине проще взять готовое решение из какого-нибудь блока питания.

Автор выпаял ТГР из старого АТ блока питания, размотал его и получил следующие параметры:


Далее приступаем к намотке своего ТГР. Автор мотал на каркасе Е16, витки вместились в притирку, но сердечники схлопнулись.

Приблизительные расчеты для ТГР выглядит следующим образом:

Теперь приступаем к намотке силового трансформатора. Для расчета воспользуемся программами Старичка.

Частоту преобразования берем стандартную для блоков питания АТ – 36кГц, выше поднимать не стоит, может появиться сквозной ток.
Более подробно, как намотать трансформатор, произвести правильные расчёты, а также процесс сборки и испытаний, автор демонстрирует в этом видеоролике:

Давайте протестируем получившийся блок питания. Для этого нам понадобятся следующие, думаю знакомые многим радиолюбителям, устройства: лабораторный автотрансформатор, осциллограф, электронная нагрузка и пара мультиметров.

Первым делом посмотрим на осциллограммы на базах силовых транзисторов:

Как видим, ШИМ стабилизация присутствует. Для следующего теста понадобится электронная нагрузка.


Так как это пробная модель, ждать от нее каких-нибудь сверхтоков не стоит. Со стабилизацией напряжения, как видим, здесь все в порядке, она в пределах нормы.


Такие показатели вполне пригодны для питания большинства схем. На этом все. Вот такой вот АТ блок питания получилось собрать. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Facebook

ВКонтакте

Twitter

ОК

Зарядное устройство «Орион», устройство, ремонт, проверка. — Радиомастер инфо

На примере зарядного устройства «Орион», модель «PW 260», рассмотрено его устройство, режимы работы основных элементов схемы, устранение конкретной неисправности и проверка работоспособности.

Поступившее в ремонт устройство включается, зеленый индикатор на передней панели горит, зарядка не идет.

Напряжение на клеммах отсутствует.

Зарядное устройство «Орион» вскрыто, осмотрено, проверен предохранитель и кабели, видимых повреждений нет. На фото ниже показаны основные элементы и детали. Снизу платы SMD монтаж операционных усилителей и других деталей. Рядом с полевиком на большом круглом каркасе индуктивность выходного фильтра.

В интернете есть похожая схема на зарядное устройство «Орион PW 325». Отличие в том, что в «PW 325» применен стрелочный индикатор, а в «PW 260» светодиодный линейный. Ну и так как выходной ток в «PW 325» выше, до 18 А, то на выходе стоят два полевика в параллель, а в «PW 260» один. Может еще есть отличия, но они незначительные и в целом схема для ремонта подойдет.

Ремонт начинаем с проверки питающих напряжений. Сетевой выпрямитель выдает 306 В, это норма. Измерено на электролите после диодного моста.

Питание на 12 выводе TL494 составляет 18,99 В. Это также в пределах нормы.

Проверяем импульсы на выходе TL494 (выводы 8 и 11) и на входе согласующего трансформатора. Импульсы везде есть.

Далее проверяем импульсы после выходных диодов. Они есть и их длительность изменяется при изменении тока в нагрузке.

Мало того есть постоянное напряжение после выходного LC фильтра и на выходе полевого транзистора. При внимательном осмотре монтажа обнаружена некачественная пайка выходного провода к клемме «+». Она и была причиной дефекта.

Восстановленный контакт.

Еще один дефект – проскальзывание ручки регулировки выходного тока был устранен с помощью кусочка резины, вставленного в ручку регулировки.

Неисправность оказалась простой, но проделанная работа не напрасна. Теперь есть информация о режимах работы элементов схемы, что может оказать существенную помощь при последующих ремонтах подобных устройств.

Материал статьи продублирован на видео:

 

 

Широтно-импульсная модуляция. Генератор импульсов с регулируемой скважностью и частотой

ШИМ или PWM (широтно-импульсная модуляция, по-английски pulse-width modulation) – это способ управления подачей мощности к нагрузке. Управление заключается в изменении длительности импульса при постоянной частоте следования импульсов. Широтно-импульсная модуляция бывает аналоговой, цифровой, двоичной и троичной.

Применение широтно-импульсной модуляции позволяет повысить КПД электрических преобразователей, особенно это касается импульсных преобразователей, составляющих сегодня основу вторичных источников питания различных электронных аппаратов. Обратноходовые и прямоходовые однотактные, двухтактные и полумостовые, а также мостовые импульсные преобразователи управляются сегодня с участием ШИМ, касается это и резонансных преобразователей.

Широтно-импульсная модуляция позволяет регулировать яркость подсветки жидкокристаллических дисплеев сотовых телефонов, смартфонов, ноутбуков. ШИМ реализована в , в автомобильных инверторах, в зарядных устройствах и т. д. Любое зарядное устройство сегодня использует при своей работе ШИМ.

В качестве коммутационных элементов, в современных высокочастотных преобразователях, применяются биполярные и полевые транзисторы, работающие в ключевом режиме. Это значит, что часть периода транзистор полностью открыт, а часть периода — полностью закрыт.

И так как в переходных состояниях, длящихся лишь десятки наносекунд, выделяемая на ключе мощность мала, по сравнению с коммутируемой мощностью, то средняя мощность, выделяемая в виде тепла на ключе, в итоге оказывается незначительной. При этом в замкнутом состоянии сопротивление транзистора как ключа очень невелико, и падение на нем напряжения приближается к нулю.

В разомкнутом же состоянии проводимость транзистора близка к нулю, и ток через него практически не течет. Это позволяет создавать компактные преобразователи с высокой эффективностью, то есть с небольшими тепловыми потерями. А резонансные преобразователи с переключением в нуле тока ZCS (zero-current-switching) позволяют свести эти потери к минимуму.

В ШИМ-генераторах аналогового типа, управляющий сигнал формируется аналоговым компаратором, когда на инвертирующий вход компаратора, например, подается треугольный или пилообразный сигнал, а на неинвертирующий — модулирующий непрерывный сигнал.

Выходные импульсы получаются прямоугольными, частота их следования равна частоте пилы (или сигнала треугольной формы), а длительность положительной части импульса связана с временем, в течение которого уровень модулирующего постоянного сигнала, подаваемого на неинвертирующий вход компаратора, оказывается выше уровня сигнала пилы, который подается на инвертирующий вход. Когда напряжение пилы выше модулирующего сигнала — на выходе будет отрицательная часть импульса.

Если же пила подается на неинвертирующий вход компаратора, а модулирующий сигнал — на инвертирующий, то выходные импульсы прямоугольной формы будут иметь положительное значение тогда, когда напряжение пилы выше значения модулирующего сигнала, поданного на инвертирующий вход, а отрицательное — когда напряжение пилы ниже сигнала модулирующего. Пример аналогового формирования ШИМ — микросхема TL494, широко применяющаяся сегодня при построении импульсных блоков питания.

Цифровая ШИМ используются в двоичной цифровой технике. Выходные импульсы также принимают только одно из двух значений (включено или выключено), и средний уровень на выходе приближается к желаемому. Здесь пилообразный сигнал получается благодаря использованию N-битного счетчика.

Цифровые устройства с ШИМ работают также на постоянной частоте, обязательно превосходящей время реакции управляемого устройства, этот подход называется передискретизацией. Между фронтами тактовых импульсов, выход цифрового ШИМ остается стабильным, или на высоком, или на низком уровне, в зависимости от текущего состояния выхода цифрового компаратора, который сравнивает уровни сигналов на счетчике и приближаемый цифровой.

Выход тактуется как последовательность импульсов с состояниями 1 и 0, каждый такт состояние может сменяться или не сменяться на противоположное. Частота импульсов пропорциональна уровню приближаемого сигнала, а единицы, следующие друг за другом могут сформировать один более широкий, более продолжительный импульс.

Получаемые импульсы переменной ширины будут кратны периоду тактования, а частота будет равна 1/2NT, где T – период тактования, N – количество тактов. Здесь достижима более низкая частота по отношению к частоте тактования. Описанная схема цифровой генерации — это однобитная или двухуровневая ШИМ, импульсно-кодированная модуляция ИКМ.

Эта двухуровневая импульсно-кодированная модуляция представляет собой по сути серию импульсов с частотой 1/T, и шириной Т или 0. Для усреднения за больший промежуток времени применяется передискретизация. Высокого качества ШИМ позволяет достичь однобитная импульсно-плотностная модуляция (pulse-density-modulation), называемая также импульсно-частотной модуляцией.

При цифровой широтно-импульсной модуляции прямоугольные подимпульсы, которыми оказывается заполнен период, могут приходиться на любое место в периоде, и тогда на среднем за период значении сигнала сказывается только их количество. Так, если разделить период на 8 частей, то комбинации импульсов 11001100, 11110000, 11000101, 10101010 и т. д. дадут одинаковое среднее значение за период, тем не менее, отдельно стоящие единицы утяжеляют режим работы ключевого транзистора.

Корифеи электроники, повествуя о ШИМ, приводят такую аналогию с механикой. Если при помощи двигателя вращать тяжелый маховик, то поскольку двигатель может быть либо включен, либо выключен, то и маховик будет либо раскручиваться и продолжать вращаться, либо станет останавливаться из-за трения, когда двигатель выключен.

Но если двигатель включать на несколько секунд в минуту, то вращение маховика будет поддерживаться, благодаря инерции, на некоторой скорости. И чем дольше продолжительность включения двигателя, тем до более высокой скорости раскрутится маховик. Так и с ШИМ, на выход приходит сигнал включений и выключений (0 и 1), и в результате достигается среднее значение. Проинтегрировав напряжение импульсов по времени, получим площадь под импульсами, и эффект на рабочем органе будет тождественен работе при среднем значении напряжения.

Так работают преобразователи, где переключения происходят тысячи раз в секунду, и частоты достигают единиц мегагерц. Широко распространены специальные ШИМ-контроллеры, служащие для управления балластами энергосберегающих ламп, блоками питания, и т. д.

Отношение полной длительности периода импульса ко времени включения (положительной части импульса) называется скважностью импульса. Так, если время включения составляет 10 мкс, а период длится 100 мкс, то при частоте в 10 кГц, скважность будет равна 10, и пишут, что S = 10. Величина обратная скважности называется коэффициентом заполнения импульса, по-английски Duty cycle, или сокращенно DC.

Так, для приведенного примера DC = 0.1, поскольку 10/100 = 0.1. При широтно-импульсной модуляции, регулируя скважность импульса, то есть варьируя DC, добиваются требуемого среднего значения на выходе электронного или другого электротехнического устройства, например двигателя.

Иногда в радиолюбительском деле нужен генератор с изменяемым коэффициентом заполнения (КЗ) для проверки различных схем, силовых выходных каскадов ИИП и тп. А также для проверки самой микросхемы ШИМ.

Генератор собран на распространённом ШИМе UC3843 компании Unitrode или аналогичном.

Для увеличения надёжности по питанию на входе стоит интегральный стабилизатор LM7812, так как потребляемый ток непосредственно самим генератором (без нагрузки) не превышает 25..30мА, я применил стабилизатор в ТО92 исполнении.

Диод D1 защита от дурака (или просто невнимательности).

Резистор R5 ограничивает выходной ток, защищая микросхему в случае короткого замыкания выхода. Резистор R1 ограничивает максимальную частоту и является времязадающим вместе с конденсатором С1 . Конденсаторы С4 , С5 шунтируют питание стабилизатора, С3 питание ШИМа, а конденсатор С2 фильтрует выходное напряжение источника опорного напряжения, которое при исправной микросхеме должно быть около 5 вольт.

Далее, переменники:
RV1 (50 кОм) — является частью времязадающей RC цепочки и, соответственно, регулирует частоту генератора, в верхнем положении частота минимальна.
RV2 (5 кОм) — регурирует коэффициент заполнения генератора (КЗ, скважность).
RV3 (1 кОм) — позволяет подстроить более точно рабочую точку цепи обратной связи для того, чтобы регулятор RV2 позволял регулировать КЗ от минимума до максимума.

Конструкция в налаживании не нуждается и при исправных деталях и правильном монтае начинает работать сразу. Буржуйский 2N2222 можно заменить на наш КТ3102 или любой подобный. Конденсаторы С2 , С3 , С4 и С5 являются не обязательными для работоспособности схемы, как впрочем и R5 .

При указанных на схеме номиналах частота генератора регулируется примерно от 16,9 кГц до 250 кГц, ближе к максимальной частоте фронты немного пологие и составляют около 0.2мксек, максимальная скважность ограничена примерно на уровне 90%

Схема работоспособна в диапазоне от 12 до 30в, если удалить стабилизатор, то нижняя граница расширится до 9в, но тогда будет опасно питать конструкция напряжением выше 20в: как показала практика при 30в питания UC3843 разлетается на куски, стараясь попасть в глаза или лицо. Я выполнил конструкцию на одностороннем стеклотекстолите толщиной 1,5мм при помощи ЛУТ, размеры платы 30х37мм, перемычек нет.

После распайки компонентов и промывки от флюса рекомендую покрыть сторону с дорожками цапонлаком.

Я применял как smd, так и классически компоненты, желающие могут изменить разводку, как им будет удобнее.
Микросхема вставляется в DIP8 панельку, что позволяет проверять микросхемы, ничего не перепаивая. Плату в формате lay для Sprint Layout можно скачать по этой .

Вот так это выглядит:

Генерация ШИМ у STM32 осуществляется с помощью таймеров, про них в документации написано много, но ШИМ оказалось настроить достаточно просто. Генерировать ШИМ будем с помощью 4-го канала первого таймера.

Первым делом надо найти какой вывод отвечает за 4-й канал первого таймера, для этого открываем Technical DataSheet на свой МК, у меня STM32F103VET6 , и находим альтернативной функцией какого вывода является TIM1_Ch5 .

Для использования таймера вывод надо настроить как push-pull.

Давайте рассмотрим регистры, которые нам понадобятся.

TIMx_PSC – входной предварительный делитель частоты, его значение можно рассчитать по формуле

F = fCK_PSC / (PSC + 1)

• F – частота с которой тактируется таймер
• fCK_PSC — частота таймера до делителя
• PSC — значение регистра PSC

TIMx_ARR – регистр автоматической перезагрузки, счётчик считает от 0 до TIMx_ARR, или наоборот в зависимости от направления счёта, изменяя это значение, мы изменяем частоту ШИМ .

TIMx_CCRy [x – номер таймера, y – номер канала] – определяет коэффициент заполнения ШИМ. То есть, если в ARR мы запишем 1000, а в CCRy 300, то коэффициент заполнения при положительном активном уровне и прямом ШИМ будет равен 0.3 или 30%.

TIMx_CNT – счётный 16-битный регистр, изменяет своё значение на ±1 с приходом каждого импульса, в зависимости от направления счёта.

TIMx_CR1 ->DIR – регистр направления счёта, при установке «0» счётчик считает вверх, при установки «1» — вниз. Когда счётчик сконфигурирован в режиме выравнивания по центру, бит доступен только для чтения.

TIMx_CCER->CCyE [x – номер таймера, y – номер канала] – установка «1» в этот бит разрешает использовать соответствующий канал таймера как выход, в том числе и для генерации ШИМ.

TIMx_BDTR->MOE – установка единицы в этот бит разрешает использовать выводы таймера как выходы.

Биты OCyM , где y — номер канала, в регистре TIMx_CCMR позволяют выбрать режим ШИМ, прямой или инверсный.

Надо сказать, что первый и второй канал настраиваются в регистре CCMR1 , а третий и четвёртый в регистре CCMR2 .

TIMx_CCER->CCyP [x — номер таймера, y — номер канала] — этот бит позволяет выбирать каким будет активный уровень, «0» — высокий, «1» — низкий.

TIMx_CR1 ->CMS — позволяет выбрать режим выравнивания по фронту или по центру, что аналогично Fast PWM и Phase Correct PWM у AVR .

• 00: Режим выравнивания по фронту. Счетчик считает вверх или вниз в зависимости от бита направления(DIR).
• 01: Режим 1 выравнивания по центру. Счетчик считает вверх и вниз. Флаги прерывания устанавливаются от каналов настроенных на выход(CCxS=00 в TIMx_CCMRx), только тогда, когда счетчик считает вниз.
• 10: Режим 2 выравнивания по центру. Счетчик считает вверх и вниз. Флаги прерывания устанавливаются от каналов настроенных на выход(CCxS=00 в TIMx_CCMRx), только тогда, когда счетчик считает вверх.
• 11: Режим 3 выравнивания по центру. Счетчик считает вверх и вниз. Флаги прерывания устанавливаются от каналов настроенных на выход(CCxS=00 в TIMx_CCMRx), когда счетчик считает вверх и вниз.

TIMx_CRx->CEN – установка «1» в этот бит, запускает счётчик.

Давайте напишем код для генерации ШИМ с выравниванием по фронту.
#include «stm32f10x.h» int main (void) { // Тактирование GPIOA , TIM1, альтернативных функций порта RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_TIM1EN | RCC_APB2ENR_AFIOEN; //PA11 push-pull GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF11; GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF11_1; GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_MODE11; GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE11_1; GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE11_1; //делитель TIM1->PSC = 72; //значение перезагрузки TIM1->ARR = 1000; //коэф. заполнения TIM1->CCR4 = 300; //настроим на выход канал 4, активный уровень низкий TIM1->CCER |= TIM_CCER_CC4E | TIM_CCER_CC4P; //разрешим использовать выводы таймера как выходы TIM1->BDTR |= TIM_BDTR_MOE; //PWM mode 1, прямой ШИМ 4 канал TIM1->CCMR2 = TIM_CCMR2_OC4M_2 | TIM_CCMR2_OC4M_1; //если надо настроить первый канал, это можно сделать так //TIM1->CCMR1 = TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1; //считаем вверх TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_DIR; //выравнивание по фронту, Fast PWM TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CMS; //включаем счётчик TIM1->CR1 |= TIM_CR1_CEN; }
Смотрим, что получилось.

Простейший генератор широтно-импульсных сигналов.

Основным назначением программы PWM Generator является формирование сигналов широтно-импульсной модуляции в режиме реального времени. Данные тоны генерируются на основе заданных значений частоты (в Герцах), рабочего цикла – соотношения времени между низким и высоким состоянием сигнала (в процентах) и амплитуды – уровня цифрового сигнала (в dBFS). Все вышеперечисленные параметры могут быть мгновенно изменены во время работы. Максимально возможный уровень генерируемого сигнала равен 0 dBFS, а наибольшая частота составляет половину частоты дискретизации. Для настройки генерирования звука оптимального уровня качества предусмотрено целое меню выходных характеристик. Здесь присутствует возможность изменения количества и размера внутренних буферов данных, частоты дискретизации и квантования.

Программное обеспечение может использоваться для создания управляющих тонов различных электрических и электромеханических устройств. В частности результирующий ШИМ-сигнал, снятый с выхода звуковой карты персонального компьютера и пропущенный через стандартный аудиоусилитель, применяется для регулирования двигателей, вентиляторов, приборов освещения.

PWM Generator поддерживает работу с несколькими звуковыми картами, причем предоставляется возможность выбора той из них, которая будет использоваться для вывода искомого сигнала (по умолчанию программа работает с устройством вывода, указанным в панели управления Windows). Стоит отметить, что рабочий ШИМ-сигнал может быть сохранен в качестве WAV-файла и в дальнейшем прослушан с помощью стандартного программного обеспечения. А при регулярном использовании определенных тонов генератор ШИМ-сигналов дает возможность сохранять (и загружать) их в виде пресетов. Кроме того, несколько пресетов поставляются вместе с приложением.

PWM Generator поддерживает опцию синхронизации всех запущенных экземпляров программы, позволяя генерировать сразу несколько тонов. Необходимо отметить возможность работы программного обеспечения в фоновом режиме, позволяя, пользователям переключить внимание на другие приложения. Кроме того PWM Generator может управляться с помощью скриптовых команд, а также через системы Windows Messaging.
Авторы сообщают, что чем быстрее рабочая станция, тем выше будет качество звука и «отзывчивость» элементов управления во время воспроизведения тонов.

Рассматриваемое приложение было написано работниками немецкой компании Esser Audio. Данная организация занимается созданием и распространением программных продуктов ( , и т.д.), предназначенных, в основном, для тестирования и испытания аудиоаппаратуры. Программы от Esser Audio отличаются неплохой функциональностью и крайне простым интерфейсом.

Программа PWM Generator является условно-бесплатной, ознакомительная версия дает возможность свободного запуска и тестирования приложения в течение первых тридцати дней. Стоимость программы для стран не входящих в Европейский союз составляет 14 евро, для входящих – 16,66 евро (за счет добавления налога на продажу). При покупке нескольких лицензий предоставляется скидка.

Приложение распространяется на английском и немецком языках. Справочный файл содержит подробное описание всех возможностей софта, а для дополнительной поддержки пользователей программного пакета был создан справочный онлайн-форум. Русской версии PWM Generator пока не существует.

Последняя версия программного обеспечения работоспособна на любых компьютерах с 32- или 64-разрядной операционной системой Microsoft Windows (9x, NT, 2000, 2003, XP, Vista, 7, 8) и звуковой картой.

Распространение программы: условно-бесплатная 14 евро. Есть триал-версия (30 суток)

Поздравляю сайт и Главного Кота с Днём Рождения! А также модераторов и всех, кто помогает сайту становиться все лучше и интересней. Желаю всего самого доброго! Так держать! Лично я отметил день рождения Кота, как на картинке, чего и всем советую.

«Для того чтобы четко понимать процесс, о нем нужно сто раз услышать, или всего лишь один раз увидеть».

В наше время весь мир крутится вокруг широтно-импульсной модуляции (ШИМ), да что и говорить, даже день и ночь – и те подвластны ШИМу (зимой день короче чем ночь и наоборот J). ШИМ сейчас используется везде, где только можно представить его применение: регуляторы, стабилизаторы, преобразователи, блоки питания и прочие устройства. Учитывая тенденцию увеличения мощности, неуклонного роста используемых частот в силовой и преобразовательной технике, а также уменьшению массо — габаритных показателей, я решил что иметь у каждого в домашней лаборатории широкодиапазонный генератор ШИМ просто обязательно. Но это, конечно же, должен быть не просто генератор. Нужно что бы он имел регулировку частоты в широком диапазоне, регуляторы коэффициента заполнения, регуляторы DEAD TIME, однотактный и двухтактный выходы, а также инверсию выходов для каждого. Инверсия выходов необходима для проверки мостового преобразователя. Да и мало ли чего ещё захочется исследовать. Но в тоже время он должен быть простым для сборки, наладки и повторения. В данном случае будет достаточно перекрыть диапазон частот в однотактном режиме от 60 кГц до 2 МГц, в двухтактном режиме от 30 кГц до 1 МГц. Регулировать коэффициент заполнения в однотактном режиме от 1 % до 99%, а в двухтактном режиме от 2 % до 98%, с возможностью регулирования паузы DEAD TIME («мертвая зона»). Генератор должен иметь минимальное число переключателей по диапазонам. Все должно регулироваться плавно и без скачков. Желательно иметь настройку грубо и точно на каждый параметр регулирования.

С помощью такого генератора можно проверять качество работы драйверов управления полевых транзисторов, скоростные показатели работы различных компонентов и многое–многое другое.

Чтобы не утомлять прочтением всей статьи, сразу покажу, какой сигнал получился на выходах в разных режимах и на разных частотах:

С помощью этого генератора я запускаю любой блок питания, в котором микросхема не дает импульсов на запуск, или уходит в защиту по непонятной причине. Плавно увеличивая коэффициент заполнения, смотрю, что происходит на выходе блока, или токовом шунте ключевого транзистора. Отыскание неисправности в любых импульсных блоках с этим генератором — просто сказка и занимает по времени считанные минуты. Откидываю, например, затвор силового транзистора от родной микросхемы, и цепляю его к своему генератору с драйвером. Для того что бы подключаться например по высокой стороне к двухтактникам, иногда такое надо, необходимо использовать оптодрайвер на 6N137 или любых других быстрых оптопарах.

Ещё можно проверять на что годны операционные и аудио усилители. Поскольку самые низкие искажения имеют только повторители напряжения, проверку буду производить именно в этом режиме. Приведу пример проверки самого распространенного операционного усилителя типа LM358. Тем самым ввергну в шок некоторых аудиофилов. Так вот, использовать LM358 в аудиоусилителях даже низкого класса категорически не рекомендую.

Ради прикола, беру самый первый советский операционник К140УД1Б и загоняю его на испытания. Показатели у него значительно лучше, чем у LM358.

Можно проверять время задержки в логических элементах и минимальную длительность импульса для триггеров.

Даже проверил, как себя поведет стабилитрон TL431 на частоте 1,3 МГц:

Желтым — вход, синим — выход.

А также испытать и проверить многое другое…….

Вот, вкратце, возможности моего генератора.

Когда я поставил перед собой задачу, попробовал погуглить и найти готовое решение. Поиски не увенчались успехом. В итоге было решено самому создать схему отвечающую запросам. Теперь я ознакомлю вас с результатами моих исследований длившихся около года

Мои исследования

Исследование первое: на готовом ШИМ регуляторе.

На первый взгляд самой привлекательной и простой схемой, найденной в даташитах и интернете, показалась схема на основе готового PULSE WIDTH MODULATION контроллера типа TL494 и её аналогах КА7500. TL 494 и ее последующие версии — наиболее часто применяемая микросхема для построения двухтактных преобразователей питания.

Но на деле это решение подходит под наши задачи только на 1/10 решения и её нельзя использовать на частотах более 100 кГц — в однотактном режиме и до 50 кГц — в двухтактном режиме. Почему? Хотя по даташиту она может использоваться и до 300кГц, мне не понравилось, как она себя ведет на частотах выше 100 кГц.

Что гласит даташит:

Допустимы рабочие частоты от 1 до 300 кГц, рекомендованный диапазон Rt = 1…500кОм, Ct=470пФ…10мкФ. При этом типовой температурный дрейф частоты без учета дрейфа навесных компонентов +/-3%, а уход частоты в зависимости от напряжения питания — в пределах 0.1% во всем допустимом диапазоне. Да только дело то не в уходе частоты, а в непостоянстве регулирования коэффициента заполнения в зависимости от частоты.

Я попробовал испытать её возможности, и хотел перекрыть нужный мне диапазон в 2 МГц, но на частоте выше 1 МГц она нормально так и не запустилась. Пришлось пока ограничиться только 1 МГц. Сделал пять диапазонов регулирования частоты, поставил стабилизатор напряжения на 12 вольт по питанию с блокировочными конденсаторами, чтобы не нарушалась чистота эксперимента и начал испытание.

Макетная плата подопытной схемы:

Джамперы для выбора частоты:

Результаты проведенного испытания возможностей TL494:

Данная микросхема для моего требования к генератору не подходит, и никакие средства и ухищрения разогнать её на большую частоту так ни к чему и не привели. Предел мечтаний с ней это 100 кГц (с большой натяжкой 150 кГц). На более высокой частоте даёт о себе знать очень уж медленный компаратор, использующийся в схеме кристалла. Также мешает повышению частоты и встроенная коррекция. Читаем из даташита особенности данной микросхемы:

Для стабильной работы триггера — время переключения цифровой части TL494 составляет 200 нс. На тактовых частотах до 150 кГц при нулевом управляющем напряжении фаза покоя = 3% периода (эквивалентное смещение управляющего сигнала 100..120 мВ), на больших частотах встроенная коррекция расширяет фазу покоя до 200..300 нс. Так как в ней очень медленные усилители ошибки (фактически, операционные усилители с Ку = 70..95 дБ по постоянному напряжению, Ку = 1 на 300 кГц), я их не использую в схеме испытания вообще, и они заблокированы. Эти усилители не предназначены для работы в пределах одного такта рабочей частоты. При задержке распространения сигнала внутри усилителя в 400 нс они для этого слишком медленные, да и логика управления триггером не позволяет (возникали бы побочные импульсы на выходе). В реальных схемах преобразователей напряжения частота среза цепи ОС выбирается порядка 2 — 10кГц.

Замечания по работе микросхемы 494 на повышенной частоте, которые меня не устраивают:

1. Встроенный генератор пилообразного напряжения на большое время замыкает конденсатор, вследствие этого перед новым циклом заряда появляется площадка с нулевым потенциалом.

Осциллограммы работы генератора на разных частотах:

2. Сильная зависимость коэффициента заполнения от частоты, которая проявляется с нарастающим эффектом после прохождения частоты 100 кГц.

Рассматривая осциллограммы работы ШИМ регулятора с TL494 на разных частотах, при максимальном и минимальном коэффициенте заполнения, чётко заметны изменения минимального и максимального коэффициента заполнения в зависимости от частоты.

Как видно, изменение минимального коэффициента заполнения на частоте 50 кГц =5% и на частоте 1 МГц = 14,3% отличаются почти в три раза. А вот изменение максимального коэффициента заполнения, тут вообще удивляет: на частоте 50 кГц = 93% и на частоте 1 МГц = 60,7% отличаются на 32%!!!

Вот почему эту простую и удобную схему я отложил в сторонку. Она мне еще пригодится в дальнейшем: я к ней все-таки вернусь, но уже на дискретных быстрых компараторах и нормальных быстрых триггерах.

Исследование второе: на 555 таймере.

Дальше на пути у меня была схема на NE555 таймере, которую я использовал лишь только в качестве генератора пилообразного напряжения. Я и не предполагал, что он тоже окажется довольно медленным, но все же, немного лучше, чем предыдущая TL494. С ним можно подняться к частотам около 200 кГц в однотактном режиме. Только надо добавить компаратор и триггер с логикой ИЛИ-НЕ.

Схема генератора на 555 таймере:

Осциллограммы работы генератора пилообразного напряжения на 555 таймере на частотах 332 кГц и 462 кГц.

Тут видно округление вершин и спада импульса. На частоте более 500 кГц пила становится неузнаваема.

Разочаровавшись в готовых решениях только на аналоговых элементах, я пробовал синтезировать ШИМ чисто на цифровых логических элементах и счетчиках с триггерами, без использования аналоговых компонентов, но там меня подстерегали другие, куда более сложные проблемы. Выравнивание задержек распространения сигнала по элементам и т.п. Особенно большую проблему составляют триггеры и счетчики, которые совсем не хотят щелкать на малой длительности импульса и просто тупо пропускают счет. А это значит, что ключам, на которые будет работать генератор, очень скоро придет конец. Отказался от этой затеи через неделю боя с 561 логикой. Она, оказывается, ну уж очень медленная для таких частот — 20 МГц при делении ШИМа по 10 %. Ещё через две недели отказался и от 1533 тоже.

Финальная схема генератора.

После нескольких неудачных попыток воплотить мечту в реальность (иметь в своей домашней лаборатории генератор с 2 МГц ШИМа), недельку- другую отдохнул, подумал, набрался сил и снова приступил к решению проблемы. На этот раз без выкрутасов и лёгких путей, учитывая предыдущие наработки и ошибки. Из всех опробованных решений самое большее удобство пользования предоставляла схема на TL494 или на таймере. Поэтому было решено клонировать начинку NE555 и TL494 на быстродействующих компонентах и собирать некий «симбиоз» двух микросхем на отдельных компараторах и логике. Компараторы с ТТЛ выходом я взял те, что были у меня в столе — КР597СА2, но можно и любые другие, главное быстродействующие и с ТТЛ выходом. Ну, если вдруг захочется позверствовать, то ЭСЛ будет куда круче (тогда и 20 МГц не предел), но мне пока не нужна такая большая частота (разве для преобразователя с индуктивностью без ферритового сердечника). Тогда надо ставить КР597СА1, и логику серии К500.

После первого запуска схемы обнаружилось много казусов, но по мере отладки многие грабли были убраны, и схема заработала как часы.

Схема состоит из генератора пилообразного напряжения (состоящего из стабилизатора тока на транзисторах VT1, VT2, VT3; двух компараторов DA1, DA2; триггера DD1 и разрядного транзистора VT4), схемы выделения прямоугольных импульсов (с шириной зависящей от порогового напряжения на DA3), двух стабилизаторов опорного напряжения (2,5в и 2,9в), формирователя двухтактного сигнала (на триггере DD2 и элементах DD3 DD4 2-ИЛИ-НЕ), повторителя и инвертора для однотактного выхода (на DD5, DD6).

Фото макетной платы:

Для облегчения процесса настройки я приведу осциллограммы напряжений в каждой важной точке схемы. Итак…

Генератор пилообразного напряжения. Конденсатор заряжается через стабилизатор тока. Канал 1 – напряжение на конденсаторе С5, канал 2 – напряжение на базе разрядного транзистора VT4.

По графикам заметен необъяснимый факт ухода напряжения в область отрицательных значений, но это работе не мешает, так как в схему выделения прямоугольных импульсов в задающее напряжение позже я также внесу небольшое отрицательное смещение с помощью делителя R6, R10 для охвата всего диапазона изменения напряжения «пилы». R1 подбирается для ограничения верхней максимальной частоты (я ограничился лишь 2 МГц, хотя вся схема нормально работает и до 5 МГц).

Осциллограммы напряжений на выходах компараторов DA1, DA2 на разной частоте. Канал 1 – напряжение на компараторе DA1 вывод 14, канал 2 – напряжение на компараторе DA2 вывод 14:

Для борьбы со «звоном» компаратора вблизи зоны переключения, в схеме выделения прямоугольных импульсов на DA3, я ввел резисторы ПОС (положительной обратной связи) R16, R15 на одноименных входах — выходах компаратора. ПОС нужна на частоте ниже 1 МГц. На частоте в 2МГц данная цепь не требуется и сама перестает участвовать в работе, что видно по осциллограммам. Осциллограммы напряжений на входах компаратора DA3 на разной частоте. Канал 2 – напряжение на компараторе DA3 вывод 2 – задание порога переключения, канал 1 – напряжение на компараторе DA3 вывод 3 с генератора «пилы». Осциллограмма на частоте 96 кГц. Канал 2 увеличено. Видна волнистая линия синхронно переключению компаратора – это и есть работа ПОС для задания гистерезиса. Глубину гистерезиса можно было бы и уменьшить, но на карту поставлены ключи, которыми будет управлять генератор, поэтому оставим все без изменения.

Далее схема выделения прямоугольных импульсов с шириной зависящей от порогового напряжения на DA3. На прямой вход компаратора подается пилообразное напряжение, а на инверсный вход – напряжение задания порога переключения компаратора. На выходе получается прямоугольный импульс. Смотрим осциллограммы, разбираемся и вникаем.

Здесь все понятно. Только если нужен для работы двухтактный выход, то увлекаться очень малым (99%) коэффициентом заполнения не стоит. Так как триггер на малой длительности входного импульса не успевает переключаться, и будет просто пропускать периоды, выдавая на выходе вместо двухтактных импульсов по очереди – два одинаковых, однотактных, а это чревато нехорошими последствиями, типа сквозного пробоя одновременно открытых ключей.

То, что получилось на выходных контактах, я поместил в первой картинке. Внимательно смотрим, изучаем. Как видно из графиков, минимальная длительность импульсов на двухтактном выходе завышена до 5%, для того, чтобы триггер четко переключался при входной частоте 2 МГЦ. На частотах до 500 кГц её можно установить и 1 % не опасаясь за пропуски импульса.

Основной нюанс по настройке генератора: самое главное – чтобы стояли блокировочные керамические конденсаторы типа КМ-5 по 0,1 мкф минимум, или SMD импортные, на каждом корпусе микросхемы. Без них схема работает очень неустойчиво. Одна сторона платы используется для дорожек, а вторая используется как экран, её нужно соединить с корпусом в нескольких точках.

Блок питания каких–либо особенностей не имеет. Для канала +12в используется КРЕНка или 7812, а для канала – 6в используется 7906

Об выходных драйверах на 2 МГц напишу позже, а то и так много читать надо. Можно использовать готовые микросхемы драйверов, можно собирать на дискретных элементах.

Спасибо за внимание, и за терпение, и за то, что хватило сил дочитать до этой строки.

Ещё поздравляю и желаю много валерианки!!!

Макетная плата в Layout 5, видео работы генератора в разных режимах и картинки отдельно в файлах.

ID: 1092

Как вам эта статья?

Регулируемый источник питания из БП ATX на TL494. Часть 1 — железо / Хабр

Всем привет!

Сегодня хотел бы рассказать Вам о своём опыте переделки самого обычного китайского БП ATX в регулируемый источник питания со стабилизацией тока и напряжения(0-20А, 0-24В).

В этой статье мы подробно рассмотрим работу ШИМ контроллера TL494, обратной связи и пробежимся по модернизации схемы БП и разработке самодельной платы усилителей ошибок по напряжению и току.

Честно признаться, сейчас я даже не могу назвать модель подопытного БП. Какой-то из многочисленных дешевых 300W P4 ready. Надеюсь, не нужно напоминать, что на деле эти 300W означают не больше 150, и то с появлением в квартире запаха жареного.

Рассчитываю на то, что мой опыт сможет быть кому-то полезен с практической точки зрения, а потому упор сделаю на теорию. Без нее всё равно не получится переделать БП т.к. в любом случае будут какие-то отличия в схеме и сложности при наладке.

Схема БП ATX
Для начала пройдемся по схеме БП ATX на контроллере TL494(и его многочисленных клонах).
Все схемы очень похожи друг на друга. Гугл выдает их довольно много и кажется я нашел почти соответствующую моему экземпляру.

Ссылка на схему в полном размере

Структурно разделим БП на следующие блоки:
— выпрямитель сетевого напряжения с фильтром
— источник дежурного питания(+5V standby)
— основной источник питания(+12V,-12V,+3.3V,+5V,-5V)
— схема контроля основных напряжений, генерация сигнала PowerGood и защита от КЗ

Выпрямитель с фильтрами это всё что в левом верхнем углу схемы до диодов D1-D4.

Источник дежурного питания собран на трансформаторе Т3 и транзисторах Q3 Q4. Стабилизация построена на обратной связи через опторазвязку U1 и источнике опорного напряжения TL431. Подробно рассматривать работу этой части я не буду т.к. знаю, что слишком длинные статьи читать не очень весело. В конце я дам название книги, где подробно рассмотрены все подробности.

Обратите внимание, в схеме по ошибке и ШИМ контроллер TL494 и ИОН дежурного питания TL431 обозначены как IC1. В дальнейшем я буду упоминать IC1 имея ввиду именно ШИМ контроллер.

Основной источник питания собран на трансформаторе Т1, высоковольтных ключах Q1 Q2, управляющем трансформаторе Т2 и низковольтных ключах Q6 Q7. Всё это дело раскачивается и управляется микросхемой ШИМ контроллера IC1. Понимание принципа работы контроллера и назначения каждого элемента его обвязки — это как раз то, что необходимо для сознательной доработки БП вместо слепого повторения чужих рекомендаций и схем.

Механизм работы примерно таков: ШИМ контроллер, поочередно открывая низковольтные ключи Q6 Q7, создает ЭДС в первичной обмотке трансформатора Т2. Видите, эти ключи питаются низким напряжением от дежурного источника питания? Найдите на схеме R46 и поймете о чем я. ШИМ контроллер также питается от этого дежурного напряжения. Чуть выше я назвал трансформатор Т2 управляющим, но кажется у него есть какое-то более правильное название. Его основная задача — гальваническая развязка низковольтной и высоковольтной части схемы. Вторичные обмотки этого трансформатора управляют высоковольтными ключами Q1 Q2, поочередно открывая их. С помощью такого трюка низковольтный ШИМ контроллер может управлять высоковольтными ключами с соблюдением мер безопасности. Высоковольтные ключи Q1 Q2 в свою очередь раскачивают первичную обмотку трансформатора Т1 и на его вторичных обмотках возникают интересующие нас основные напряжения. Высоковольтными эти ключи называются потому, что коммутируют они выпрямленное сетевое напряжение, а это порядка 300В! Напряжение со вторичных обмоток Т1 выпрямляется и фильтруется с помощью LC фильтров.

Теперь, надеюсь, в целом картину вы себе представляете и мы можем идти дальше.

ШИМ контроллер TL494.
Давайте разберемся как же устроен ШИМ контроллер TL494.
Будет лучше, если вы скачаете даташит www.ti.com/lit/ds/symlink/tl494.pdf, но в принципе я постараюсь вынести из него самое главное с помощью картинок. Для более глубокого понимания всех тонкостей советую вот этот документ: www.ti.com/lit/an/slva001e/slva001e.pdf

Начнем, как это ни странно, с конца — с выходной части микросхемы.
Сейчас всё внимание на выход элемента ИЛИ (помечен красным квадратом).
Выход этого элемента в конкретный момент времени напрямую управляет состоянием одного или обоих сразу ключей Q1 Q2.
Вариант управления задаётся через пин 13(Output control).

Важная вещь №1: если на выходе элемента ИЛИ лог 1 — выходные ключи закрыты(выключены). Это верно для обоих режимов.
Важная вещь №2: если на выходе элемента ИЛИ лог 0 — один из ключей(или оба сразу) открыт(включен).

Вырисовывается следующая картина: по восходящему фронту открытый ранее транзистор закрывается(в этот момент они оба гарантированно закрыты), триггер меняет своё состояние и по нисходящему фронту включается уже другой ключ и будет оставаться включенным пока снова не придет восходящий фронт и не закроет его, в этот момент опять триггер перещёлкивается и следующий нисходящий фронт откроет уже другой транзистор. В single ended режиме ключи всегда работают синхронно и триггер не используется.

Время, когда выход находится в лог. 1(и оба ключа закрыты) называется Dead time.
Отношение длительности импульса(лог. 0, транзистор открыт) к периоду их следования называется коэффициент заполнения(PWM duty cycle). Например если коэффициент 100% то на выходе элемента ИЛИ всегда 0 и транзистор(или оба) всегда открыт.

Простите, но стараюсь объяснять максимально доступно и почти на пальцах, потому что официальным сухим языком это можно и в даташите прочитать.

Ах да, зачем же нужен Dead time? Если коротко: в реальной жизни верхний ключ будет тянуть наверх(к плюсу) а нижний вниз(к минусу). Если открыть их одновременно — будет короткое замыкание. Это называется сквозной ток и из-за паразитных емкостей, индуктивностей и прочих особенностей такой режим возникает даже если вы будете открывать ключи строго по очереди. Чтобы сквозной ток свести к минимуму нужен dead time.

Теперь обратим внимание на генератор пилы(oscillator), который использует выводы 5 и 6 микросхемы для установки частоты.
На эти выводы подключается резистор и конденсатор. Это и есть тот самый RC генератор о котором наверное многие слышали. Теперь на выводе 5(CT) у нас пила от 0 до 3.3В. Как видим, эта пила подается на инвертирующие входы компараторов Dead-time и PWM.

С терминами и работой выходной части ШИМ контроллера более-менее определились, теперь будем разбираться при чем тут пила и зачем нам все эти компараторы и усилители ошибок. Мы поняли, что отношение длительности импульса к периоду их следования определяет коэффициент заполнения, а значит и выходное напряжение источника питания т.к. в первичную обмотку трансформатора будет вкачиваться тем больше энергии, чем больше коэффициент заполнения.

Для примера разберемся, что нужно сделать чтобы установить коэффициент заполнения 50%. Вы еще помните про пилу? Она подается на инвертирующие входы компараторов PWM и Dead time. Известно, что если напряжение на инвертирующем входе выше чем на неинвертирующем — выход компаратора будет лог.0. Напомню, что пила — это плавно поднимающийся от 0 до 3.3в сигнал, после чего резко падающий на 0в.
Таким образом, чтобы на выходе компаратора 50% времени был лог.0 — на неинвертирующий вход нужно подать половину напряжения пилы(3.3в/2=1,65в). Это и даст искомые 50% duty cycle.

Заметили, что оба компаратора сходятся на том самом элементе ИЛИ, а значит, пока какой-то из компараторов выдает лог.1 — другой не может ему помешать. Т.е. приоритет имеет тот компаратор, который приводит к меньшему коэффициенту заполнения. И если на Dead time компаратор напряжение подается снаружи, то на PWM компаратор можно подать сигнал как извне(3 пин) так и с встроенных усилителей ошибок(это обычные операционные усилители). Они тоже соединяются по схеме ИЛИ, но т.к. мы уже имеем дело с аналоговым сигналом — схема ИЛИ реализуется с использованием диодов. Таким образом контроль над коэффициентом заполнения захватывает тот усилитель ошибки, который просит меньший коэффициент заполнения. Состояние другого при этом не имеет значения.

Обратная связь.
Хорошо, теперь как на всём этом построить источник питания? Очень просто! Нужно охватить БП отрицательной обратной связью. Разница между желаемым(заданным) и имеющимся напряжением называется ошибка. Если в каждый момент времени воздействовать на коэффициент заполнения так, чтобы исправить ошибку и привести ее к 0 — получим стабилизацию выходного напряжения(или тока). Обратная связь является отрицательной до тех пор, пока реагирует на ошибку управляющим воздействием с противоположным знаком. Если обратная связь будет положительной — пиши пропало! В таком случае обратная связь будет увеличивать ошибку вместо того чтобы уменьшать ее.

Всё это работа для тех самых усилителей ошибок. На инвертирующий вход усилителя ошибки подается опорное напряжение(эталон), а на неинвертирующий заводится напряжение на выходе источника питания. Кстати внутри ШИМ контроллера есть источник опорного напряжения 5В, который является точкой отсчёта во всех измерениях.

Компенсация обратной связи
Даже не знаю как бы по-проще это объяснить. С обратной связью всё просто только в идеальном мире. На практике же если вы изменяете коэффициент заполнения — выходное напряжение меняется не сразу, а с некоторой задержкой.

К примеру усилитель ошибки зарегистрировал понижение напряжения на выходе, откорректировал коэффициент заполнения и прекратил вмешиваться в систему, но напряжение продолжает нарастать и потом усилитель ошибки вынужден снова корректировать коэффициент заполнения уже в другую сторону. Такая ситуация происходит из-за задержки реакции. Так система может перейти в режим колебаний. Они бывают затухающими и незатухающими. Блок питания в котором могут возникнуть незатухающие колебания сигнала обратной связи — долго не протянет и является нестабильным.

У обратной связи есть определенная полоса пропускания. Допустим полоса 100кГц. Это означает, что если выходное напряжение будет колебаться с частотой выше 100кГц — обратная связь этого просто не заметит и корректировать ничего не будет. Конечно, хотелось бы, чтобы обратная связь реагировала на изменения любой частоты и выходное напряжение было как можно стабильнее. Т.е. борьба идет за то, чтобы обратная связь была максимально широкополосной. Однако та самая задержка реакции не позволит нам сделать полосу бесконечно широкой. И если полоса пропускания цепи обратной связи будет шире чем возможности самого БП на отработку управляющих сигналов(прямая связь) — на некоторых частотах отрицательная обратная связь будет внезапно становиться положительной и вместо компенсации ошибки будет ее еще больше увеличивать, а это как раз условия возникновения колебаний.

Теперь от задержек в секундах давайте перейдем к частотам, коэффициентам усиления и фазовым сдвигам…
Полоса пропускания это максимальная частота, на которой коэффициент усиления больше 1.
С увеличением частоты коэффициент усиления уменьшается. В принципе это справедливо для любого усилителя.
Итак, чтобы наш БП работал стабильно должно выполняться одно условие: во всей полосе частот, где суммарное усиление прямой и обратной связи больше 1(0дБ), отставание по фазе не должно превышать 310 градусов. 180 градусов вносит инвертирующий вход усилителя ошибки.

Вводом в обратную связь различных фильтров добиваются того, чтобы это правило выполнялось. Если очень грубо, то компенсация обратной связи это подгонка полосы пропускания и ФЧХ обратной связи под реакции реального источника питания(под характеристики прямой связи).

Тема эта очень не простая, под ней лежит куча математики, исследований и прочих трудов… Я лишь стараюсь в доступном виде изложить саму суть вопроса. Могу порекомендовать к прочтению вот эту статью, где хоть и не так на пальцах, но тоже в доступном виде освещен этот вопрос и даны ссылки на литературу: bsvi.ru/kompensaciya-obratnoj-svyazi-v-impulsnyx-istochnikax-pitaniya-chast-1

От теории к практике
Теперь мы можем взглянуть на схему БП и понять что в ней много лишнего. В первую очередь я выпаял всё, что относится к контролю выходных напряжений(схема формирования сигнала Power good). Нейтрализовал встроенные в ШИМ контроллер усилители ошибок путем подачи +5vref на инвертирующие входы и посадив на GND неинвертирующие. Удалил штатную схему защиты от КЗ. Выпилил все не нужные выходные фильтры от напряжений которые не используются… Заменил выходные диоды на более мощные. Заменил трансформатор! Выпаял его из качественного БП где написанные 400W действительно означают 400W. Разница в размерах между тем, что стояло тут до этого говорит сама за себя:

Заменил дроссели в выходном фильтре(с того-же 400W БП) и конденсаторы поставил на 25В:

Далее я разработал схему, позволяющую регулировать стабилизацию выходного напряжения и устанавливать ограничение тока выдаваемого БП.

Схема реализует внешние усилители ошибок собранные на операционных усилителях LM358 и несколько дополнительных функций в виде усилителя шунта(INA197) для измерения тока, нескольких буферных усилителей для выдачи величины установленного и измеренного тока и напряжения на другую плату, где собрана цифровая индикация. О ней я расскажу в следующей статье. Выдавать на другую плату сигналы как есть — не лучшее решение т.к. источник сигнала может быть достаточно высокоомным, провод ловит шум, мешая обратной связи работать устойчиво. В первой итерации я с этим столкнулся и пришлось всё переделать. В принципе на схеме всё подписано, подробно комментировать ее не вижу смысла и думаю, что для тех кто понял теорию выше, должно быть всё довольно очевидно.

Отмечу лишь, что цепочки C4R10 и C7R8 это и есть компенсация обратной связи о которой я говорил выше. Честно говоря, в ее настройке очень помогла прекрасная статьи эмбэддера под ником BSVi. bsvi.ru/kompensaciya-obratnoj-svyazi-prakticheskij-podxod Этот подход реально работает и потратив денек-другой мне удалось добиться стабильной работы БП описанным в статье методом. Сейчас, конечно, я бы справился часа за два наверно, но тогда опыта не было и по неосторожности я взорвал не мало транзисторов.

Ах да, обратите внимание на емкость C7! 1uF это довольно много. Сделано это для того, чтобы обратную связь по току зажать в быстродействии. Это такой грязный хак для преодоления нестабильности возникающей на границе перехода от стабилизации напряжения к стабилизации тока. В таких случаях применяют какие-то более навороченные приёмы, но так заморачиваться я не стал. Супер точная стабилизация тока мне не нужна, к тому же к моменту, когда я столкнулся с этой бедой — проект переделки БП успел здорово надоесть!

По этой схеме лазерным утюгом была изготовлена плата:

Она встраивается в БП вот таким образом:

В качестве шунта для измерения тока выбран кусок медной проволоки длинной сантиметров 10 наверно.

Корпус я использовал от довольно качественного БП Hiper. Кажется это самый проветриваемый корпус из всех что я видел.

Также возник вопрос о подключении вентилятора. БП ведь регулируется от 0 до 24В, а значит кулер придется питать от дежурки. Дежурка представлена двумя напряжениями — стабильными 5В, которые идут на материнскую плату и не стабилизированным, служебным питанием около 13.5В которое используется для питания самого ШИМ контроллера и для раскачки управляющего трансформатора. Я использовал обычный линейный стабилизатор чтобы получить стабильные +12В и завёл их на маленькую платку терморегуляции оборотов кулера, выпаянную с того-же Hiper’a. Платку закрепил на радиаторе шурупом просто из соображений удобства подключения кулера.

Радиаторы кстати пришлось изогнуть ибо они не вмещались в корпус нового формата. Лучше перед изгибанием их нагревать паяльной станцией, иначе есть шанс отломать половину зубов. Терморезистор регулятора закрепил на дросселе групповой стабилизации т.к. это самая горячая часть.

В таком виде БП прошел длительные испытания, питая кучу автомобильных лампочек дальнего света и выдерживал нагрузки током порядка 20А при напряжении 14В. А еще он гордо зарядил несколько автомобильных аккумуляторов, когда у нас в Крыму выключали свет.

Будущее уже рядом
Тем временем я задумал немного нестандартную систему индикации режимов работы БП, о чем в последствии немного сожалел, но всё-же она работает!

Так что в следующей статье вас ждет программирование ATMega8 на C++ с применением шаблонной магии, различных паттернов и самописная библиотека для вычислений с фиксированной точкой поверх которой реализовано усреднение отсчётов АЦП и перевод их в напряжение/ток по таблице с линейной интерполяцией. Каким-то чудом всё это уместилось в 5 с копейками килобайт флэша.

Не переключайте канал, должно быть интересно.

Кстати, обещанная в начале книга:
Куличков А.В. «Импульсные блоки питания для IBM PC»
radioportal-pro.ru/_ld/0/15_caf3ebe8f7eaeee.djvu

P.S. Надеюсь, изложенное выше окажется полезным. Строго не судите, но конструктивная критика приветствуется.

Added для RO пользователей которые не могут писать комментарии: email: altersoft_пёс_mail.ру

(PDF) Высоковольтный источник питания для микрофокусной рентгеновской трубки

640

ISSN 0020-4412, Инструменты и экспериментальные методы, 2019, Vol. 62, № 5, с. 640–645. © Pleiades Publishing, Ltd., 2019.

Русский текст © Автор (ы), 2019, опубликовано в «Приборы и техника эксперимента», 2019, № 5, с. 52–57.

Высоковольтный источник питания

для микрофокусной рентгеновской трубки

А.А. Трубицына, Е.Ю. Грачева, Д.А. Морозова,

Б.Полонская А.А., Серебрякова А.Е.

a Рязанский государственный радиотехнический университет, Рязань, 3

, Россия

* e-mail: [email protected]

Поступила в редакцию 22 января 2019 г .; доработана 22 января 2019 г .; принята 28 февраля 2019 г.

АННОТАЦИЯ: Высоковольтный источник питания микрофокусной рентгеновской трубки с диапазоном регулирования выходного напряжения

30–80 кВ при мощности 20–240 Вт (рентгеновская трубка ток эмиссии до 3 мА).

Источник основан на резонансном преобразователе напряжения, обеспечивающем переключение силовых ключей при нулевом напряжении

или нулевом токе.В источнике используется метод управления выходным напряжением путем изменения напряжения питания

силового каскада резонансного преобразователя. Применение современного кремнийорганического компаунда «Силагерм-2106» для высоковольтной изоляции элементов схемы

позволило дополнительно уменьшить габариты схемы

и разместить ее вместе с источником питания трубка-катод и модулем связи. с ПК в стандартном 19-дюймовом корпусе

; масса устройства 21 кг.

DOI: 10.1134 / S002044121
37

ВВЕДЕНИЕ

Высоковольтные источники питания (HVPS) являются ключевыми компонентами

многих аналитических приборов, включая

рентгеновских аппаратов. В составе оборудования для питания рентгеновских источников

помимо HVPS имеются источники для питания катодной нити

и элементы защиты от перегрузок и пробоев. В этой статье

представлен источник питания отрицательной полярности с напряжением

до 80 кВ и мощностью до 240 Вт (с

током до 3 мА), который был разработан для питания

новая отечественная микрофокусная рентгеновская трубка (МХТ) [1];

последняя предназначена для работы в составе опытной установки

промышленной рентгеновской томографии.

Основной проблемой при разработке преобразователей высокого напряжения

является компенсация паразитной емкости

высоковольтного трансформатора. Многовитковая вторичная обмотка этого трансформатора

, даже если

секционирована, имеет высокую собственную емкость, которая составляет

, введенная в первичную обмотку с повышающим коэффициентом

(Ns / Np) 2 [2], где Ns и Np — число

витков во вторичной и первичной обмотках,

соответственно.Если эта паразитная емкость перезаряжается

в каждом полупериоде непосредственно от силовых переключателей преобразователя

, в них могут возникать аномально высокие импульсные токи

, что приводит к их выходу из строя.

Основным методом решения этой проблемы является использование

резонансного режима работы преобразователя высокого напряжения

, когда паразитная реактивность трансформатора

включена в резонансный контур первичной обмотки

.Этот режим позволяет переключать силовые переключатели

на нулевой ток или нулевое напряжение на самих переключателях

, что приводит к значительному уменьшению рассеиваемой мощности в переключателях на

и, соответственно, к увеличению

. в преобразователе КПД

КПД. Пониженный уровень шума и отсутствие необходимости в дополнительной защите от короткого замыкания или отключения нагрузки

(обрыв) [3, 4] также являются важными преимуществами режима res-

onant.

РАЗРАБОТКА ЦЕПИ

РЕЗОНАНСНОГО ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Длительность тактовых импульсов должна быть равна половине

периода резонансной частоты первичной цепи обмотки

, чтобы коммутирующие транзисторы были

переключаются в момент, когда их токи или вольт-

возраста пересекают нулевой уровень. Поскольку частота повторения

и длительность импульсов, которые используются для переключения силовых переключателей

, не меняются в процессе работы, выходное напряжение регулируется путем изменения напряжения питания

резонансного силового каскада. кон-

вертер.

Схема разработанного высоковольтного преобразователя

представлена ​​на рис. 1. Выходное высокое напряжение

формируется диодно-емкостным умножителем. В большинстве случаев рабочее напряжение высокочастотных конденсаторов

и допустимое обратное напряжение диодов

ограничено 10 кВ. Это означает, что амплитуда выходного напряжения высоковольтного трансформатора

должна быть на уровне 5 кВ.Это же значение

является наиболее приемлемым для обеспечения электрической прочности трансформатора

при малых габаритах.

ЭЛЕКТРОНИКА И

РАДИОТЕХНИКА

gto% 20100a% 20750v техническое описание и примечания по применению

Тиристор ГТО Реферат: Тиристор GTO 40A, тиристорный драйвер GTO, схема тиристорного инвертора THYRISTOR GTO, тиристор GTO Примечания по применению Схема привода затвора gto vvvf регулирование скорости 3-фазного асинхронного двигателя Блок привода затвора GTO Теория, конструкция и применение демпфирующих цепей Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF
FT500BH Реферат: транзистор D313 FG1000AH FD500DH транзистор PNP A124 FG600AH транзистор pnp a111 привод затвора GTO mitsubishi CR300FX SR252AM-40S Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	СР60Л-10С, SR60L-10R СР100Л-10С, SR100L-10R СР130Л-10С, SR130L-10R СР150Л-10С, SR150L-10R SR170L-10S, SR170L-10R FT500BH транзистор D313 FG1000AH FD500DH транзистор ПНП А124 FG600AH транзистор pnp a111 Привод ворот GTO mitsubishi CR300FX СР252АМ-40С
Код неисправности инверторного двигателя ABB Аннотация: Таблица значений крутящего момента шины для метрических болтов wg9017d2g CSG2001-14A04 2.Схемы инвертора 5 кВА тиристор CSG2001-14A04 TOSHIBA S6475R WG9013A3A Момент затяжки шины для метрических болтов Цепи инвертора 3,5 кВА Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	1352C-PIUS 1352C-6 P / N146071 Код неисправности инверторного двигателя ABB Таблица значений крутящего момента шины для метрических болтов wg9017d2g CSG2001-14A04 Схемы инвертора 2,5 кВА тиристор CSG2001-14A04 TOSHIBA S6475R WG9013A3A Момент затяжки шины для метрических болтов Схемы инвертора 3,5 кВА
1998 — Тиристор ГТО 4500В 4000А Реферат: БЫСТРОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ТИРИСТОРНОГО ТИРИСТРА ST GTO, драйвер тиристора 10A, быстрое отключение затвора, тиристор, тиристор, GTO, привод затвора, mitsubishi, быстрый тиристор, 200A, схемы управления затвором GTO 4.5 кВ MITSUBISHI GATE TURN-OFF THYRISTOR gto gto Схема привода затвора Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	500 В / 1500 А FD1500BV-90DA 500 В / 500 А FD500JV-90DA Тиристор ГТО 4500В 4000А БЫСТРО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ THYRISTOR ST Драйвер тиристора ГТО Тиристор с быстрым выключением затвора 10А Тиристор ГТО Привод ворот GTO mitsubishi быстрые тиристорные схемы управления затвором 200А ГТО 4,5кВ MITSUBISHI GATE TURN-OFF THYRISTOR gto Схема привода затвора gto
Тиристор ГТО Аннотация: тиристори Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	20F04 40F04 SKG500 Тиристор ГТО тиристори
2002 — Тиристор ГТО Указания по применению Аннотация: Схема привода затвора gto Оптопара HP привод затвора GTO THYRISTOR GTO тиристор GTO DG306A код tw1 DGT409BCA AN4571 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	AN4571 AN4571-6 Указания по применению тиристоров ГТО Схема привода затвора gto Оптопара HP Привод ворот ГТО ТИРИСТОР GTO Тиристор ГТО DG306A код tw1 DGT409BCA
2005 — гто 2400 вишай Резюме: конденсатор gto 2400 gto 2400 VISHAY ESTA демпферный конденсатор GTO 50 Гц-1 кГц Vishay GTO Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	3300 В постоянного тока 1400 В переменного тока 4500 В постоянного тока 4900 В постоянного тока 200 В / мкс 08 апреля 2005 г. gto 2400 вишай gto 2400 конденсатор gto 2400 Демпферный конденсатор VISHAY ESTA GTO 50 Гц-1 кГц Vishay GTO
Тиристор ГТО Реферат: GTO ABB ABB GTO CSG ТИРИСТОР GTO Тиристор GTO Тиристор ABB abb ys CSG-601 601-25-A THYRISTOR DE PUISSANCE ABB GTO Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	Q000Q36 Ворм815 Тиристор ГТО GTO ABB ABB GTO CSG ТИРИСТОР GTO ГТО тиристорный ABB abb ys тиристор CSG-601 601-25-А THYRISTOR DE PUISSANCE ABB GTO
Характеристики кривой тиристора GTO Реферат: ABB 5SGY 35L4502 ABB 5SGy Тиристор GTO ABB демпфер IGCT Преобразователь gto dc abb ABB Блок затвора GTO ABB 5SGA пресс-пакет IGCT Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	30J4502 35L4502 Характеристики кривой тиристора ГТО ABB 5SGY 35L4502 ABB 5SGy ГТО тиристорный ABB демпфер IGCT преобразователь постоянного тока gto abb Блок ворот ABB GTO ABB 5SGA пресс-пак IGCT
05D2500 Реферат: Привод ворот ГТО АББ ГТО 30L2501 АББ ГТО АББ Блок ворот ГТО 25х3501 05Д250 5SDF ГТО 6.5 кВ Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	15F2502 5D25DQ 01R2501 01R2501 20х3501 05D2500 11F2500 01R25D1 25х35С1 GTO ABB Привод ворот ГТО 30L2501 ABB GTO Блок ворот ABB GTO 25х3501 05D250 5SDF ГТО 6,5 кВ
2002 — конденсатор гто 2400 Аннотация: конденсатор gto vishay gto 2400 Vishay GTO gto 2400 vishay gto 1200 vishay GTO 4500-6.0P 4500v 300fit 6 полипропиленовый конденсатор 6 мкФ Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	3300 В постоянного тока 1400 В переменного тока 4500 В постоянного тока 4900 В постоянного тока 200 В / мкс 31.01.02 gto 2400 конденсатор конденсатор гто вишай gto 2400 Vishay GTO gto 2400 вишай gto 1200 вишай ГТО 4500-6.0P 4500в 300fit 6 6 мкФ полипропиленовый конденсатор
ГБ2025BA Аннотация: DB1025BA fg2000 fg4q Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	DB1025BAO GB2025BAD GB2025BA DB1025BA fg2000 fg4q
2004 — Нет в наличии Аннотация: абстрактный текст недоступен Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF
Тиристоры выключения затвора Реферат: диод lt 445 gto 10A испытательный затвор переключения GTO M1444 alg 05 M8516 схема переключения GTO TO-238AA Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	BTV70D О-238АА.1000р 1200р M85-1648 / RC Тиристоры отключения затвора диод л 445 gto 10A Тест переключения GTO выключение ворот M1444 alg 05 M8516 Схема переключения ГТО К-238АА
2015 — Тиристор с МОП-управлением Реферат: срок службы тиристора Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF
2009 — Нет в наличии Аннотация: абстрактный текст недоступен Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	DE-FG02-07ER84712)
2002 — Улучшенный привод затвора для соединений серии GTO Аннотация: схема управления затвором gto демпфер IGCT привод затвора GTO gto 20A схема переключения GTO gtos AN5177-3 DGT409 Схемы применения тиристоров Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	AN5177 AN5177 AN5177-3 Улучшенный привод затвора для соединений серии GTO Схема привода затвора gto демпфер IGCT Привод ворот ГТО ГТО 20А Схема переключения ГТО gtos DGT409 Схемы применения тиристоров
2009 — конденсатор гто вишай Аннотация: конденсатор gto 2400 vishay gto 2400 конденсатор VISHAY ESTA демпферный конденсатор GTO gto 1200 vishay Vishay GTO конденсатор gto 2400 vishay gto 6 6 мкФ полипропиленовый конденсатор GTO демпферный конденсатор Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	3300 В постоянного тока 1400 В переменного тока 4500 В постоянного тока 4900 В постоянного тока 200 В / мкс 18-июл-08 конденсатор гто вишай gto 2400 вишай gto 2400 конденсатор Демпферный конденсатор VISHAY ESTA GTO gto 1200 вишай Vishay GTO gto 2400 конденсатор vishay gto 6 6 мкФ полипропиленовый конденсатор Демпферный конденсатор GTO
2005 — гто 2400 конденсатор Аннотация: PTC 8750 B25856-K1405-K003 KA 1400 конденсатор 2200 мкФ siemens gto 2400 B25856K2104K003 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	B25856 B25856K2155K003 B25856K2104K003 B25856K3505K003 B25856K3105K003 B25856K3504K003 B25856K3204K003 B25856K7305K003 B25856K7155K003 B25856K7504K003 gto 2400 конденсатор PTC 8750 B25856-K1405-K003 КА 1400 конденсатор 2200 мкФ siemens gto 2400
токовый диод Аннотация: Схема переключения ГТО Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF
2000 — тиристор ГТО ABB Реферат: обратнопроводящий тиристор GTO ABB gto испытание пикового обратного напряжения abb RC демпферный диод dv / dt диод gto тиристор GTO 5SGR 30L4502 испытание переключения gto abb THYRISTOR GTO схема переключения GTO Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	30L4502 30L4502 CH-5600 ГТО тиристорный ABB обратнопроводящий тиристор GTO ABB испытание пикового обратного напряжения gto abb RC демпфер dv / dt диод gto Тиристор ГТО 5SGR 30L4502 тест переключения gto abb ТИРИСТОР GTO Схема переключения ГТО
Тиристор PSPICE Реферат: GTO тиристорный пресс-пакет igbt GTO тиристор WESTCODE McMurray DC to DC прерыватель тиристорным ШИМ тиристорный двигатель постоянного тока GTO Gate Drivers керамические дисковые конденсаторы стопки C0030BG400 Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	0780компания IS09000 Тиристор PSPICE Тиристор ГТО пресс-пакет igbt Тиристор ГТО WESTCODE МакМюррей прерыватель постоянного тока на тиристор ШИМ тиристорный двигатель постоянного тока Драйверы GTO Gate стопки керамических дисковых конденсаторов C0030BG400
ABB 5SGA Реферат: 2ш35 привод затвора ГТО ГТО АББ 2Ш3501 ТДЖМ 10 5сга 20х3501 R2501 АББ ГТО 5сгр30л4501 Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	15F2502 15F2502 05D2501 01R2501 20х3501 05D2501 11F2501 25х3501 ABB 5SGA 2ш35 Привод ворот ГТО GTO ABB 2Ш3501 TJM 10 5сга 20х3501 R2501 ABB GTO 5sgr30l4501
POW-R-BRIK Реферат: тиристор GTO 20 А тиристор GTO powerex gto mitsubishi Текст: нет текста в файле	Сканирование OCR	PDF	Амперы / 2500 POW-R-BRIK Тиристор ГТО 20 А ГТО тиристорный Powerex gto mitsubishi
2011 — ресурс тиристора Аннотация: абстрактный текст недоступен Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	703-996-8200×105.DE-FG0207ER84712, срок службы тиристора

% PDF-1.3 % 758 0 объект > эндобдж xref 758 72 0000000016 00000 н. 0000001791 00000 н. 0000002179 00000 п. 0000002369 00000 н. 0000002625 00000 н. 0000002786 00000 н. 0000002807 00000 н. 0000002925 00000 н. 0000002946 00000 н. 0000003067 00000 н. 0000003088 00000 н. 0000003209 00000 н. 0000003230 00000 н. 0000003351 00000 п. 0000003372 00000 н. 0000003493 00000 н. 0000003514 00000 н. 0000003635 00000 н. 0000003656 00000 н. 0000003898 00000 н. 0000004018 00000 н. 0000004039 00000 п. 0000004075 00000 н. 0000004095 00000 н. 0000004216 00000 н. 0000004237 00000 п. 0000004358 00000 п. 0000004379 00000 н. 0000004501 00000 п. 0000004522 00000 н. 0000004644 00000 п. 0000004665 00000 н. 0000004787 00000 н. 0000004808 00000 п. 0000004929 00000 н. 0000004950 00000 н. 0000005072 00000 н. 0000005093 00000 н. 0000005214 00000 н. 0000005235 00000 п. 0000005356 00000 н. 0000005377 00000 п. 0000005468 00000 н. 0000005489 00000 н. 0000005744 00000 н. 0000005766 00000 н. 0000006348 00000 п. 0000006371 00000 п. 0000007857 00000 н. 0000007880 00000 п. 0000010210 00000 п. 0000010232 00000 п. 0000011262 00000 п. 0000011285 00000 п. 0000017749 00000 п. 0000017772 00000 п. 0000023948 00000 п. 0000023971 00000 п. 0000029976 00000 п. 0000029999 00000 н. 0000036455 00000 п. 0000036478 00000 п. 0000038773 00000 п. 0000038796 00000 п. 0000041520 00000 н. 0000041543 00000 п. 0000044208 00000 п. 0000044231 00000 п. 0000046953 00000 п. 0000046976 00000 п. 0000001891 00000 н. 0000002157 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 759 0 объект > эндобдж 828 0 объект > транслировать Hb«pf«Of`b` (gg @

Преобразователь девиации частоты для приложений энергосистемы

IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, -1.ПАС-94, вып. 4, июль / август 1975 г.

Прабхат Кумар

ОТРАБОТКА ДЛЯ СИСТЕМЫ POW

S.C. Gupta Universi O f Boorkee RoorkeeY .p., Индия

ABsm! Разработан преобразователь девиации частоты на полупроводниковой схеме

-. Устройство основано на цифровой аналоговой технике и подходит для непрерывной записи частот энергосистемы и управления с высокой точностью.Никаких внутренних настроек не требуется, и проблем с сбросом не возникает. В зависимости от требований к применению, преобразователь может использоваться отдельно для прямого измерения или в сочетании с другим управляющим оборудованием для автоматического регулирования частоты нагрузки, управления возбуждением, сброса нагрузки и в приложениях реле ускорения и т. Д.

тесно связан с балансом реальной мощности в сети энергосистемы. В нормальных условиях эксплуатации уровень выработки энергии должен равняться потреблению энергии плюс потери.Но ни одна система никогда по-настоящему не находится в устойчивом состоянии. В системе происходят небольшие и большие изменения нагрузки, поскольку случайный характер колебаний нагрузки делает невозможным достижение идеального момента за счет постоянного соответствия между генерацией и потребностью в нагрузке. Его вездесущее рассогласование вызывает колебания частоты системы b. В критических условиях, когда вращающийся резерв недостаточен для компенсации потери генерации, частота непрерывно снижается от нормального значения, если не будут приняты некоторые меры по уравновешиванию нагрузки и генерации такой нагрузки. линька в 8 назв. изд.b поэтому точное знание разности частот питания и ускорения имеет первостепенное значение для достижения прогресса в автоматическом сбросе нагрузки. В связи с этим возросла потребность в прецизионном датчике отклонения частоты.

Более ранние методы измерения частоты использовали элек- трический или механический резонанс, или изменение импеданса индуктивной цепи с частотой. Эти устройства измерения частоты были непригодны для непрерывной записи частоты и имели низкая долговременная точность.В других методах2 используются цифровые методы измерения частоты. Хотя такие измерения приводят к высокой точности и четкости, их стоимость и сложность

Инженерный комитет IEEE Power Engineering Society для презентации в документе T 74 118-6, рекомендованный и одобренный IEEE Power System

, Зимнее собрание IEEE PES, Нью-Йорк, 27 января — 1 февраля 1974 г. Manumipt подан 4 сентября 1973 г., доступен для печати 26 декабря 1973 г.

Бхарат Гупта

является серьезным недостатком. Результаты отображаются на числовых индикаторах di8, и для интерпретации последующих числовых показаний в случае отклонения частоты требуется специальная клавиша skil. Кроме того, для измерений dlgital требуются запоминающие устройства на случай, если потребуется постоянный контроль частоты. Д.В. ! Curre13 разработал преобразователь девиации частоты для преобразования девиации частоты в миллиардный разряд.В этом методе отклонение между стандартной и неизвестной частотами преобразуется в фактическую разность, а затем в пропорциональный потенциал постоянного тока. Основной особенностью этого метода является характерная для электронного фазового детектора возможность сброса. Этот инструмент также требует предварительной настройки. P.L.lTield f описал частотомер с использованием аналогово-цифровой техники. Несмотря на то, что был сделан компромисс между точностью и низкой стоимостью вместе с возможностью представления результатов на измерителе, он пострадал с точки зрения ограниченной точности.

Авторы недавно разработали прецизионный прибор для измерения девиации частоты, основанный на комбинации цифровых и аналоговых технологий для измерения частот энергосистемы в узком диапазоне и с высокой точностью.

GEFJBRMj

Транспортер — это твердотельное устройство, чувствительное к минутным колебаниям частоты. Устройство основано на принципе модуляции частоты питания на стандартной высокой частоте, которая может быть получена от кварцевого генератора.Блок-схема схемы показана на рис. 1. (а).

(генератор прямоугольной формы. (G I NOR Gate.

X) Стандартный осциллятор.

M) Измеритель.

Рис. 1 (а). Блок Диаграм Схемы. 1270

Sauarina Circuit

Входной синусоидальный переменный ток записывается с помощью перемычки на полых волнах. Выходной сигнал, который подается на трансиверы, — это переключатель, как показано на рис.2, генерируя резкие положительные импульсы при каждом пересечении Bdro. Эти импульсные импульсы затем подаются в блок-схему, которая дает выходной сигнал прямоугольной формы.

-12в

л (б). Вывод соответствующих blodss.

1 n

Входной источник питания с частотой ‘f (подается на генератор прямоугольных импульсов A. Выход A и стандартный осциллятор стробируются через вентиль G. поэтому блоки высокочастотных импульсов.Ширина блока равна t o t = & секунд. Формы выходных волн блоков показаны на рис. 1. 7 б). Выходной сигнал логического элемента 0 подается на двоичный счетчик B. Счет продолжается в течение t секунд. В конце счета выход счетчика дискретизируется цифро-аналоговым преобразователем D. Импульс выборки. выводится в конце связи от пробоотборника S. Импульс дискретизации также подается на схему временной задержки T, которая сбрасывает двоичный счетчик через заранее заданное время, так что счетчик готов к работе в следующий цикл.Конечности двоичных файлов и, следовательно, выход цифро-аналогового преобразователя равны fmxALon числа импульсов в блоке шириной 1 / 2f секунд; Таким образом, выход цифро-аналогового преобразователя является мерой частоты питания. Измеритель I может быть откалиброван по частоте при подключении к аналого-цифровому преобразователю с необходимой фильтрацией.

r 1

Рис. 2. Схема возведения в квадрат.

+ Рис.3. NOR Gate

HOR Gate

Два входа, т.е. (1) прямоугольная волна от квадратной цепи и (2) высокая частота от стандартного генератора подаются на генератор NOR. Выходом затвора является отрицательный блок или высокочастотные импульсы, как показано на рис.3.

Бинарный счетчик

Счетчик состоит из 11 определенных двоичных файлов. Выходной сигнал 10-го бита с частотой, равной входной частоте, деленной на коэффициент, 2

S w l e r

I &!

Пробоотборник состоит из моностабильного мультивибратора для получения импульсов определенной амплитуды и длительности.Входные импульсы для срабатывания моностабильного мультивибратора получаются путем разного включения прямоугольной волны частоты питания. Длительность моностабильного мультивибратора выбирается как ClJ.ms. В течение этого периода положительный импульс подается на базы дискретизирующие преобразователи T sl и Ts2, подключенные к цифро-аналоговым преобразователям, показанным на рис. 4. В течение этого короткого периода дискретизирующий транзистор переключается в состояние ВЫКЛ, позволяя конденсатору заряжаться.Импульс выборки получается в конце каждого отрицательного полублока модулированной волны.

Динитал-галогенный преобразователь

Выход из наиболее значимых двоичных сигналов для рассматриваемого диапазона частот подается на взвешенные двоично-кодированные значения цифро-аналогового преобразователя. как показано на рис. А.

В течение периода выборки (0,1 мс) конденсатор C заряжается током в зависимости от состояния двоичного счетчика.В конце периода выборки конденсатор линейно разряжается, пока не начнется следующий период выборки.

1271

Два идентичных цифро-аналоговых преобразователя используются для индикации отклонения частоты выше и ниже нормального значения на центральном нулевом измерителе. Для этого используется один счетчик Ykbm. m e, которые подключены как 11-й выход $ 1 и 1 этого бинара, подаются на дискретные трансформаторы 9 Tal и Tsp цифро-аналоговых преобразователей D 1 и D 2 соответственно.В случае, если частота больше нормы, выходной сигнал равен нулю, а значение B11 отрицательное, а измеритель отклоняется в правой части шкалы. Если частота меньше нормы, B11 равно нулю, а% 11 отрицательно, измеритель отклоняется на левую часть шкалы. Центр измерителя откалиброван для индикации нормальной частоты источника питания. (50 Гц).

Цифро-аналоговый преобразователь (Dl)

I T

Импульс выборки B11 J — Импульс Iiae J 61 J *

Рис.4. Преобразователи цифрового сигнала в аналоговый DI Cnnstruction

Различные компоненты собраны в раму, подходящую для установки в стойку. Съемный модуль обеспечивает доступ к устройству и органам управления. На задней стороне шасси клеммы выведены для входа 12 В постоянного тока и 250 В переменного тока. На передней панели установлен индикатор, индикатор = и переключатель диапазонов для выбора частоты. Измеритель отслеживает отклонение частоты и обеспечивает визуальную индикацию для оператора.

Результаты экспериментов и точность

На рис. 5 показаны осциллограммы выходных цепей, использованных при разработке преобразователя девиации частоты.

Для сравнения частоты питания 100 кГц кварт

ПРОСТОЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РЕГУЛЯТОР — PDF Скачать бесплатно

NJM4151 КОНВЕРТОР V-F / F-V

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ V-F / F-V ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ОБЗОР УПАКОВКИ NJM4151 обеспечивает простой и недорогой метод аналого-цифрового преобразования.Они обладают всеми преимуществами, присущими технологии преобразования напряжения в частоту.

Подробнее

Конструкции усилителя операционного усилителя

Конструкции усилителя операционного усилителя Хотя современные операционные усилители на интегральных схемах упрощают разработку линейных схем, обработка ИС ограничивает выходную мощность усилителя. Однако для многих приложений требуется существенно

Подробнее

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Hi-Fi TDA W

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Hi-Fi 32 Вт ВЫСОКАЯ ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ (МОЩНОСТЬ МУЗЫКИ 50 Вт IEC 268.3 ПРАВИЛА) ВЫСОКОЕ РАБОЧЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ (50 В) ОПЕРАЦИИ ОДНОГО ИЛИ РАЗДЕЛЕННОГО ПИТАНИЯ ОЧЕНЬ НИЗКОЕ ИСКАЖЕНИЕ ЗАЩИТА ОТ КРАТКОГО ЦЕПИ (ВЫХОД

Подробнее

Проект 6: схемы генератора

: Схемы осцилляторов Ариэль Мосс Целью этого эксперимента было разработать две схемы осциллятора: осциллятор Вина-Бриджа на частоте 3 кГц и осциллятор Хартли, использующий биполярный транзистор с частотой колебания 5 кГц.

Подробнее

Тестирование и стабилизация петель обратной связи в современных источниках питания

Ключевые слова Venable, анализатор частотной характеристики, импеданс, инжекционный трансформатор, генератор, контур обратной связи, диаграмма Боде, конструкция источника питания, передаточная функция разомкнутого контура, усиление контура напряжения, усилитель ошибки,

Подробнее

Операционные усилители

Операционные усилители Содержание 1.Дизайн 1.1. Дифференциальный усилитель 1.2. Сдвиг уровня 1.3. Усилитель мощности 2. Характеристики 3. Операционный усилитель без NFB 4. Линейные усилители 4.1. Неинвертирующий

Подробнее

Конструкция блока питания на ЛБВ мощностью 1 квт (пост. Тока).

Конструкция блока питания на ЛБВ мощностью 1 квт (пост. Тока). Luis Cupido Abstract Surplus TWT, доступные на любительском рынке, кажется, гораздо больше, чем их блоки питания. Также некоторые из блоков питания

Подробнее

Буклет для экзаменов.Импульсные схемы

Буклет для экзамена Импульсные схемы Импульсные схемы ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ Эта брошюра содержит два экзамена для шести уроков, озаглавленных «Импульсные схемы». Материал предназначен для обеспечения последнего разыскиваемого обучения

Подробнее

LM2935 Двойной регулятор с малым падением напряжения

LM2935 Двойной стабилизатор с малым падением напряжения Общее описание Двойной стабилизатор 5 В LM2935 обеспечивает выход 750 мА, а также выход в режиме ожидания 10 мА.Он имеет низкий ток покоя 3 мА или меньше при питании

Подробнее

ДИСКРЕТНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

ДИСКРЕТНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Этот дифференциальный усилитель был специально разработан для использования в моем аудиогенераторе VK-1 и измерителе искажений VK-2, где требования сверхнизких искажений и сверхнизких

Подробнее

БУМАГА С РЕШЕНИЕМ GATE — В

ГОД 202 ОДНА МАРКА Q.I-v характеристики диода в приведенной ниже схеме: v -. A v 0,7 В i 500 07 $ = * 0 A, v <0,7 В Ток в цепи (A) 0 мА (C) 6,67 мА (B) 9,3 мА (D)

Подробнее

ENGR4300 Test 3A, осень 2002 г.

1. Таймер 555 (20 точек) Рис. 1: Схема таймера 555 Для схемы таймера 555 на рис. 1 найдите следующие значения для R1 = 1K, R2 = 2K, C1 = 0,1 мкФ. Показать все работы. a) (4 балла) T1: b) (4 балла) T2:

Подробнее

Инвертирующий вход R 2.R 1 Выход

nalogue Electronics 8: Feedback and Op mps На прошлой лекции мы представили диоды и транзисторы, а также краткое изложение физики полупроводников, чтобы понять их на фундаментальном уровне. Используем транзисторы

Подробнее

DLVP A РУКОВОДСТВО ОПЕРАТОРА

DLVP-50-300-3000A РУКОВОДСТВО ОПЕРАТОРА DYNALOAD DIVISION 36 NEWBURGH RD. HACKETTSTOWN, NJ 07840 ТЕЛЕФОН (908) 850-5088 ФАКС (908) 908-0679 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ…3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ … 5 ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ РЕЖИМОВ

Подробнее

Усилители мощности. Усилитель класса А

Усилители мощности Усилители мощности усиливают уровень мощности сигнала. Это усиление выполняется на последнем этапе в аудиоприложениях. В приложениях, связанных с радиочастотами, используется радио

. Подробнее

Распространяется по: www.jameco.com 1-800-831-4242 Содержание и авторские права на прилагаемый материал являются собственностью его владельца. Регулируемые регуляторы на 5 ампер LM138 / LM338 Общее описание Серия LM138

Подробнее

Тональный декодер / петля фазовой автоподстройки частоты

ОПИСАНИЕ NE / SE Тональный и частотный декодер NE / SE представляет собой высокостабильный контур фазовой автоподстройки частоты с синхронным обнаружением синхронизации AM и схемой вывода мощности. Его основная функция — управлять нагрузкой всякий раз, когда

Подробнее

Серия MIC29150 / 29300/29500/29750

MIC29 / 293/29/297 www.tvsat.com.pl Сильноточные стабилизаторы с малым падением напряжения серии MIC29 / 293/29/297 Общее описание MIC29 / 293/29/297 — это сильноточные, высокоточные стабилизаторы напряжения с малым падением напряжения.

Подробнее

Проверка источников энергии на стабильность

Ключевые слова Venable, анализатор частотной характеристики, генератор, источник питания, проверка стабильности, контур обратной связи, компенсация усилителя ошибки, импеданс, выходное напряжение, передаточная функция, кроссовер усиления, bode

Подробнее

Функции.Приложения

Сильноточные стабилизаторы с малым падением напряжения Общее описание Это сильноточные, высокоточные стабилизаторы напряжения с малым падением напряжения. Используя запатентованный процесс Micrel Super βeta PNP с проходным элементом PNP, эти

Подробнее

Калифорнийские восточные лаборатории

California Eastern Laboratories AN143 Конструкция усилителя мощности с использованием UPG2118K ПРИМЕЧАНИЕ I.Введение UPG2118K от Renesas — это трехкаскадный усилитель мощности на основе GaAs MMIC мощностью 1,5 Вт, который можно использовать примерно с

Подробнее

Понижающий регулятор напряжения на 3А

Понижающий регулятор напряжения 3A ОПИСАНИЕ Это монолитная интегральная схема, которая обеспечивает все активные функции понижающего (понижающего) импульсного регулятора, способного управлять нагрузкой 3A с отличным значением

. Подробнее

УНИВЕРСИТЕТ ПЕНСИЛЬВАНИИ EE 206

ПЕНСИЛЬВАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ EE 206 ТРАНЗИСТОРНЫЕ ЦЕПИ СМЕЩЕНИЯ Введение: Одним из наиболее важных соображений при проектировании каскадов транзисторных усилителей является способность схемы поддерживать

Подробнее

Глава 6: Транзисторы и усиление

Я.Введение Глава 6: Транзисторы и усиление На этой неделе мы познакомимся с транзисторами. Транзисторы — это трехконтактные устройства, которые могут усиливать сигнал и увеличивать мощность сигнала. Цена такова

Подробнее

НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ДЛЯ НОВЫХ ДИЗАЙНОВ

MSKENNEDY CORP. ДВОЙНОЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ ISO900 СЕРТИФИЦИРОВАН DSCC 0 707 Dey Road Liverpool, N.Y. 3088 (3) 7067 ХАРАКТЕРИСТИКИ: Работает в режиме класса AB или класса C СЕРТИФИКАЦИЯ MILPRF383 по низкой цене

Подробнее

Функции.R1 10к. 10 нФ. R2 3.83 км

Синхронный регулятор Buck высокой эффективности 1MHz Общее описание Micrel представляет собой синхронный регулятор переключения Buck высокой эффективности 1MHz PWM. Низкий уровень шума при постоянной частоте ШИМ

Подробнее

Микроэлектронные схемы

ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ ISHBWHBI ‘-‘ Микроэлектронные схемы Адель С. Седра Университет Торонто Кеннет С. Смит Университет Торонто ХОЛТ, РИНХАРТ И УИНСТОН ХОЛТ, RINEHART AND WINSTON, INC.Нью-Йорк Чикаго

Подробнее

Устройство. IL2596xxD2T-P

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Импульсные регуляторы напряжения IL2596-xx Характеристики 3,3 В, 5 В, 12 В и версии с регулируемым выходом Диапазон выходного напряжения регулируемой версии, от 1,2 В до 37 В ± 4% макс. Подробнее

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ЦЕПНАЯ СХЕМА

Операционный усилитель мощности MP MP MP ОБЕСПЕЧИВАЕТ НИЗКУЮ СТОИМОСТЬ ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ — ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ — ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ — ВЫСОКОЕ ИМПУЛЬСНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ — 5 А, ИМПУЛЬСНЫЙ ПУСК 5 А, НЕПРЕРЫВНЫЙ ВОЗМОЖНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ 7 ВАТТ В / мкс СКОРОСТЬ ПИТАНИЯ 5 кГц ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПОЛОСЫ МОЩНОСТИ

Подробнее

结构 等离子体 高能 合成 射流 流 场 及其 量 特性 的 影响

激励 器 结构 对 三 电极 等离子体 高能 合成 射流 流 场 及其 冲 量 特性 的 影响

摘要 : 子体 激励 器 以其 结构 、 适应性 强 等 优势 ， 已 技术 体力学 研究 的 前沿 于 传统 三 子体 高能 合成射流 激励 器 具有 更高 的 能量 效率 ， 形成 射流 冲 量 更大 ， 有望 成为 新型 快 力 产生 装置。 为 揭示 激励 的 流 场 和 冲电 参数 测量 装置 、 高速 阴影 系统 及 设计 的 单 丝 扭摆 式微 冲 量 测量 、 腔 体 体积 和 的 三 电极 激励 器 及其器 在 条件 的 工作 特性 定义 无 量纲 能量 和 无 量纲 的 冲 量 量 ^* ， 并 分析 了 激励 ε 和 I ^{I 表明 对于 给 定 无 能量 沉积 ε ， 激励 器 存在 最优 射流 孔径 量纲 能量 沉积 ε 和 无 量纲 射流 冲 量 I * 随 腔 体 体积电极 间距 增加 而 增加 ； 流 区域 随 腔 体 体积 增加 而 减小 ， 器 电极 间距 而 腔 体 体积 和 条件 下 I * ， 为 设计 具有 冲 量 水平 的 激励 器 ， 在 相同 能量 沉积 ε 条件 下 大 激励 器 无 I 当 量纲 能量 沉积 ε 小于 初始 工 ， 应 大 初始 工 况 体 体积 使 无 能量 沉积 ε 降低 至 设计 器 无 90 沉积 工 况 时 ， 应 增大 初始 工 况 激励 间距 使 无 量纲 能量 沉积 ε 增加 至 设计 值 ， 使 激励 具有 较好 的 射流 冲 量 水平。}

关键词: 等离子体 合成 射流 高速 阴影 单 丝 扭摆 结构 参数 主动 流动 控制 能量 沉积 射流 冲 量 射流 流 场

Влияние геометрических параметров на поле течения и импульс трехэлектродного плазменного высокоэнергетического синтетического струйного актуатора

Abstract : Плазменные актуаторы стали центром исследований в области управления потоком и гидродинамических полей из-за преимуществ простоты, быстрого отклика и надежности.По сравнению с типичным двухэлектродным приводом, трехэлектродный плазменный синтетический струйный привод (TE-PSJA) обладает преимуществами более высокой энергоэффективности и большего импульса струи, а также имеет потенциал для использования в качестве быстродействующего устройства прямого генерирования силы. Для выявления влияния геометрических параметров на поле течения и импульс, характеристики разряда, поле течения и импульс TE-PSJA с различными отверстиями, объемами и межэлектродными зазорами были экспериментально исследованы с использованием устройства измерения электрических параметров, высокоскоростной теневой съемки и одиночной линейная крутильная маятниковая система.Для сравнения рабочих характеристик актуатора в различных условиях были определены безразмерные энерговыделение ε и безразмерный импульс струи I ^* , а также проанализировано влияние геометрических параметров на ε и I ^* . Результаты показали, что существует наилучший диаметр отверстия струи, ε и I ^* уменьшается по мере увеличения объемов, но увеличивается по мере увеличения зазоров между электродами, прочность и площадь воздействия струи уменьшаются по мере увеличения объемов и увеличиваются по мере увеличения зазоров между электродами.Наблюдалась аналогичная структура течения, содержащая грибовидную струю и сферически-симметричный скачок уплотнения над фронтом струи. По сравнению с вариацией I ^* с ε при различных объемах и условиях межэлектродных зазоров, можно сделать вывод, что для создания исполнительных механизмов с лучшим уровнем импульса струи необходимо увеличить безразмерный импульс струи I ^* . по возможности с тем же ε . Объем полости должен быть увеличен так, чтобы безразмерное выделение энергии ε было расчетным значением, когда безразмерное выделение энергии меньше, чем в исходном случае.Напротив, межэлектродные зазоры должны быть увеличены, чтобы безразмерное выделение энергии ε было расчетным значением, когда безразмерное выделение энергии больше, чем в исходном случае.

Ключевые слова: плазменная синтетическая струя высокоскоростной теневой граф однолинейный торсионный маятник геометрические параметры активное управление потоком вклад энергии реактивный импульс поле струйного течения

0 引 言

等离子体 激励 器 作为 一种 新型 的 流动 控制 方式 ， 以其 结构 简单 、 带宽 的 多 工 况 流动 ^[1–4] 子体 合成 ^{[4 , 12]} 。 / 电弧 放电 对 及其 附近 气体 进行 对 的 流动 控制 ， 的 功率 输入 ^[13-14] 等离子体 合成激励 器 既 可以 产生 速度 高达 m / s 的 高速 射流 ^[15] ， 同时 流 场 中 中 伴随 较强 的 压缩 波 系 ^[16] ， 流 场 动量 / 能量注入 的 «涡 控» 和 «波 控» 效果 ^[17] ， 对于 实现 超声 速 / 高超 声速 流 主动 流动 控制 具有 重要 意义。

十余 年 的 发展 ， 但 等离子体 合成 射流 激励 器 仍 处于 ， 其 的 两 电极 结构 高 ^[18] 效率 低 ^[19] 射流 冲 量 小 ^[20] 等 针对 电极 子体 高能 激励 存在 的 以上 不足 ， 课题组 的 直接 力 产生. [21] ， 能够 显 著 降低 激励 器 工作 击穿 电压 ^[17] ， 提高 激励 器 电极 间 电流 ^[22] ， 大 激励 器 能量 效率 和 射流 ^[16] 。 鉴于 射流对 高速 流 场 的 控制 依赖 于 射流 的 冲 量 水平 ， 为 提高 三 等离子体 高能 合成 射流 激励 器 高速 流 场 的 控制 能力 ， 需 进一步 优化 激励 器

文 利用 电 实验 等离子体 高能 合成 射流 高速 系统 及 自主 的 单 丝 扭摆 ^[23] ，合成 射流 流 场 及其 射流 冲 量 进行 了 测量 并 研究 了 激励 器 结构 参数 (射流 孔径 、 腔 的 体积 、) 电极 等离子 体 冲 量电极 等离子体 高能 合成 射流 激励 器 应用于 超声 速 / 高超 声速 主动 流动 控制 和 侧向 基础。

1 实验 条件 1.1 电极 等离子体 高能 合成 射流 激励 器

三 电极 等离子体 高能 射流 器 绝缘 的 的 堵 盖 组成 ， 如图 1 所示。 其 阶段 —— 点火 触发 阶段 阶段 、阶段 和 吸气 复原 ^[21] 。 首先 在 激励 器 触发 电极 和 子 的 的 的 电弧 放电 加热 腔 体内 体 体Направление

图 1 三 电极 等离子体 高能 合成 射流 激励 器 Инжир.1 Трехэлектродный плазменный высокоэнергетический синтетический струйный актуатор

1.2 电源 系统 及 电 参数 测量 装置

三 电极 等离子体 高能 合成 射流 激励 器 及其 电 参数 测量 装置 如图 2 所示。 电源 系统 主要 包括 高压 直流 电源 的 大 大小 可 置换 的 电容 高压 直流 电源 为 变压器 推式 开关 电源 ， 提供 激励 工作 过程 中 的 能量 沉积 ， 高压 脉冲 电源 可以 产生 一个 20 кВ 的 瞬时 脉冲 ， 用于 的 通道的 脉冲 的 频率 变化 实现。 如图 3 所示 为 高压 脉冲 电源 的 点火 电路 ， 其 由 电压 调节 单元 、 点火 触发 单元 三 电位 器 R1改变 集成电路 TL494 输出 方 波 的 占空比 ， 从而 改变 点火 电路 储能 电容器 的 输出。 工作 时 IGBT 功率 管 在 TL494 输出 方 波 的 推动 下 ， T1 ， 获得 高压 脉冲输出 ， 经 高压 高频 二极管 D1 整流 后 ， 对 C 充电。 当 外接 触发 信号 为 (或 手动 触发 开关 K3 闭合) 时 ， BG1 导 通 ， 经 T2 输出 高电平 脉冲 触发 SCR ， 使得 点火 储能 电容器 上 所 储 电能 经 触发 电极 放电 ， 形成 点火 火花 放电。

图 2 电源 系统 及其 电 参数 测量 装置 Инжир.2 Энергосистема и устройство измерения электрических параметров

图 3 高压 脉冲 点火 电路 Инжир.3 Схема импульсного источника высокого напряжения

子体 合成 射流 激励 放电 具有 电流 大 、 放电 时间 短 的 特点 ， 其 Pearson 电流 搭配 10 电流 进行 实验 测量 (响应 时 间 25ns ， 20kA)。 电压P6015A 高压 探头 (1000 × 衰减 ， 75 МГц 带宽) 进行 测量 ， 测量 电压 — 电流 信号 采用 Tek DPO3014 四 通道 示波器 (带宽 100 МГц ， 单 次 采样 速率 2.5 ГГц / с) 采集。

1,3 高速 阴影 系统

系统 对 等离子体 合成 射流 的 流 场 结构 进行 实验 研究。 4 所示 ， 点 光源 发出 的 光线 经过 扩 凹面镜 ， 经 平行 光 打到上 ， 平面 镜 反射 后 经过 实验 段 由 另一 侧 平面 镜 接收 并 反射 ， 通过 凹面镜 反射 汇聚 后 进入 相机。

图 4 高速 阴影 观测 示意图 Инжир.4 Эскиз скоростной теневой съемки

中 采用 体 激光器 产生 连续 激光 ， 出 光 直径 1 мм ， 输出 波长 532 нм ， 大 输出 功率 100 мВт。

高速 相机 为 Photron Fastcam SA-1.1 彩色 数字 仪 ， 最高 拍摄 速率 1000000fps ， 最短 曝光 时间 达 1 / 2730000s 具有 很高 的 时间 分辨率。 相机 放电 同步 触发 ， 与 拍摄

1.4 单 丝 扭摆 式微 冲 量 测量 系统

丝 式微 量 测量 系统 结构 如图 5 所示 ， 扭 丝 两端 固定 于 ​​扭摆 中部 连接 扭摆 杆 ， 反射 镜 中部 ， 等离子体 激励 于 扭摆 杆 一端 出、 反射 镜 和 标尺 在 同一 水平 面上 器 工作 产生 射流 反作用力 直接 作用 的 致使 贴 的 扭摆 杆 中部 的 反射 发生 偏转 ， 激光器 光线 经 落在 标尺产生 位移 ， 该 位移 由 高速 相机 记录。

图 5 单 丝 扭摆 式微 冲 量 测量 装置 结构 图 Инжир.5 Конструкция однолинейного торсионного маятника

子体 合成 射流 激励 器 单 脉冲 射流 持续 时间 约为 1 мс ， 远 小于 单 丝 扭摆 振动 周期 (≈4.8s).

(1)

式 中 ： I ₀ 为 标定 冲 ； θ _r0 为 标定 偏转 角 ； S _r 为 L 位移垂直 距离。

2 实验 结果 与 分析 2.1 无 量纲 参数 与 实验 工 况

等离子体 高能 合成 射流 冲 量 计算 公式 如下 ：

(2)

式 中 ： t _f 为 射流 喷射 持续 时间 ； A _th 为 射流 出口 截 面积 ； p _th ∞ 为 环境 压强 ； ρ _th 为 出口 射流 密度 ； v _th 为 出口 射流 速度。

式 (2) 激励 器 射流 量 由 腔 体内 外 压差 和 射流 动量 两 部分。 综合 研究 各 激励 器 射流 冲 量.量纲 射流 冲 I ^* ， 其中 ε 表 激励 器 气 ， I ^* 表 激励 器 动能 转化 效率。

(3)

(4)

式 中 Q 为 放电 电弧 能量 ； u (t) 为 放电 电压 ； i (t) 为 放电 电流 E 为 腔内 气体 初始 能量 ； ρ _∞ 为 环境 密度 ， 1.225 кг / м ³ ； V 为 腔 体 体积 ； c _v 为 定 容 比 热 ， ， 717 Дж / (кг · К) ； T _∞ 为 环境 000 300K。

文 对 不同 、 腔 体 的 间距 激励 器 的 射流 流 量 进行。 体 实验 如 表 1 所示。

表 1 不同 激励 器 结构 实验 工 况 参数 Таблица 1 Экспериментальные условия эксплуатации различных геометрических актуаторов

实验 工 况	射流 孔径 d / мм	腔 体 体积 V / мм 3	电极 间距 л / мм
射流 孔径	1.5 3 5 10	700	4
体 体 体积	3	170 400 700 1000 2000 3500	4
电极 间距	3	700	2345

2,2 射流 孔径 的 影响

图 6 为 放电 频率 f = 1Hz ， 环境 压强 P _∞ = 1atm 条件 的 三 电极 等离子体 高能 合成 激励 器 放电 — 电流 波形 图 (整形 滤波)。 、 电流 均呈 振荡 衰减 的 变化 趋势 ， 且 由于 器 电源 为 容性 ^[8] ， 其 放电 电路 近似 等效 为 由 6 ， 4mm ， 环境 压强1 атм ， 放电 电容 1.6 мкФ 工作 击穿 电压 3,5 кВ ， 峰值 电流 约为 3,6 кА ， 放电 时间 约为 30 мкс,。 由 式 (3) 计算 可 得 等离子体 高能 合成 射流 激励 放电 电弧 能量 Q = 7,9 Дж ， 且 激励 器 放电 电弧 能量 不 变化。

图 6 典型 放电 电压 — 电流 波形 图 Инжир.6 Типовая осциллограмма разрядных напряжений и токов

电 参数 测量 测量 系统 实验 测量 了 三 子体 高能 合成 射流 激励 器 放电 电压 电流 单 射流 冲 量 ， 式 (3) 、 (4) 计算能 量 沉积 ε 和 无 量纲 射流 冲 I ^* 。 图 7 为 三 电极 子体 高能 合成 射流 激励 无 量纲 能量 ε 和 量纲 射流 射流 908 器 射流 孔径 的 变化 由 图 7 式 (3) 可知 ， 激励 器 无 量纲 能量 沉积 ε 不 随 射流 孔径 无 射流 冲 量 I ^* 随 射流， 在 射流 孔径 d = 5 мм 左右 时 无 量纲 射流 冲 量 I ^* 达到 最大。 表明 对于 给 定 ε ， 激励 器 存在 最优 孔径 ， 孔径 过 小作用 ， 造成 射流 动量 损失 ； 孔径 过 大 则会 导致 射流 速度 和 射流 喷射 时间 降低 ， 量 降低 ^[25] 。 因此 在 激励 器 设计 选择 中 的 射流 孔径。

图 7 无 量纲 能量 沉积 ε 和 无 量纲 射流 冲 量 I * 随 射流 孔径 的 变化 Инжир.7 Варианты ε и I * с диаметрами отверстий

2.3 体 体 体积 的 影响

电极 等离子体 高能 射流 激励 器 能量 不 随 激励 器 体 体 体积 变化 电弧 Q = 7,9J。

图 8 为 100μs 不同 腔 体 体积 激励 器 的 射流 流 场 子体 高能 合成 射流 呈 蘑菇 锋 球 对称 激波 »强度 可由 阴影 图像 中 的 激波 平均 密度 表示 ^[26] ， 间接 反映 了 激励 器 体内 外 压 比 给 定 环境 压强 ， 大 ， 体内 外 压 比大 ， 腔 体内 外 压差 越大。 射流 锋 面 距 激励 器 的 距离 可以 反映 射流 的 速度 ^[22] 。 由 图 8 可知 ， 随 的 体积 增加 ， 激波 强度 和锋 面 距 激励 器 的 距离 降低 ， 器 腔 体内 外 压差 和 体 体 体积 增加 而 减小。

8 放电 开始 后 100 мкс 腔 体 体积 激励 器 的 射流 流 场 Инжир.8 Поле течения различных объемов полости через 100 мкс после начала разряда

9 和 量纲 射流 冲 量 I ^* 随 体 体积 的 变化。 由 9 体 的 和 量纲 射流 冲 量 I ^* 降低 且 下降 速率 小。 这 由于 不同 腔 体 体积 条件 激励 放电 的 体积 器积.及 射流 速度 降低 ， 无 量纲 射流 冲 量 I ^* 减小 ， 激励 转化 效率 降低。 由 图 9 和 式 (3) 、 式 (4) 可知 ， I ^* ε的 体积 V 的 变化 趋势 一致 ， 表明 体 体积 V 对 射流 冲 的 影响 可以 转化 为 无 量纲 射流 I ^* .大 积 的

9 量纲 能量 和 冲 量 I * 随 体 的 V 的 变化 Инжир.9 Варианты моделей ε и I * с объемами полости V

2.4 电极 间距 的 影响

图 10 不同 电极 间距 条件 下 三 电极 等离子体 高能 合成 射流 激励 器 电压 — 电流 随 时间 的 变化。 由 图 可知 器 电极 间距 增加 放电 电流 随之 大。

图 10 不同 电极 间距 激励 器 的 放电 电压 — 电流 波形 图 Инжир.10 Осциллограмма разрядных напряжений и токов исполнительных механизмов с различными межэлектродными зазорами

根据 气体 击穿 的 巴 申 定律 ：

(5)

激励 器 电极 间 的 击穿 电压 是 环境 压强 P _∞ 和 电极 间距 l 乘积 的 函数 ， 环境 压强 条件 下 ， 间 器 ，和 电流 随之 增大。 由 式 (2) 计算 得 电极 间距 l = 2、3、4、5mm 时 的 激励 器 放电 电弧 Q 分别 为 1.9 Дж 、 4,8 Дж 、 7,9 Дж 和 10,1 Дж。

图 11 三 电极 子体 高能 合成 射流 激励 器 放电 开始 后 100 мкс 不同 电极 间距 激励 器 射流 流 场。 由 图 11 可知 ， 随 电极 间距 增加 ， 射流 强度 和 射流 锋 激励的 距离 增大 ， 激励 器 腔 体内 外 压差 和 射流 速度 随之 增加。

图 11 放电 开始 后 100 мксек 不同 电极 间距 激励 器 的 射流 流 场 Инжир.11 Поле течения различных зазоров между электродами через 100 мкс после начала разряда

12 器 无 量纲 能量 沉积 和 无 量纲 射流 冲 量 I ^* 随 电极 间距 的 变化 由 图 12 可知 ， 随 90 冲 量 I ^* 大。 这 是 由于 激励 器 放电 增加 的 腔内 体 加 热量 的积 体 量纲 908大。 器 腔 体内 外 压差 和 随 电极 间距 增加 ， 无 量纲 射流 冲 I ^* 增大 ， 表明 激励 器 动能 转化 效率。 因此 在 激励 设计 时应增大 激励 器 电极 间距。

图 12 量纲 能量 沉积 ε 和 无 量纲 射流 冲 量 I * 随 电极 间距 l 的 变化 Инжир.12 Варианты моделей ε и I * с зазорами между электродами л

激励 器 射流 量 的 影响 关系 ， 设定 激励 器 初始 工 况 环境 1atm 间距 l = 4 мм ， 体 体积 V = 700mm ³ 激励体 体积 和 量纲. I ^* 随 无 量纲 能量 沉积 ε 增加 ， 但 增长 速率 不同 电极 间距 激励 器 无 量纲 量 I ^* 随 无 量纲 能量 速率 增加。 当 无 量纲 能量 小于 初始 工 况 时 ， 体 体 体积 对 激励 器 无量 射流 冲 量 的 影响 更显 ； 当 无 量纲 大于量纲 射流 冲 量 的 影响 更显 著。 由 图 13 可知 ， 为 维持 激励 器 较好 的 射流 冲 量 水平 ， 应 尽量 提高 无 能量 沉积 ε ， 但 由 (3) 可知 无 36 沉积 激励 器 放电 电弧 能量 和 环境 参数 的 限制 ， 随 激励 器 工作 环境 的 改变 ， 根据 实际 工 况 重新 设计 激励 当 设计 激励 器 ε 小于激励 器 电极 间距 与 初始 况 一致 大 激励 体 体积 使 无 能量 沉积 降低 至 设计 激励 器 能量 ε 大于 初始.器 腔 体 体积 与 初始 工 况 一致 ， 大 激励 器 电极 间距 使 无 沉积 ε 增加 至 设计 值。

13 体 体积 V 和 间距 l 条件 下 I * 随 ε 的 变化 Инжир.13 Вариант I * с ε для разных V и разных l

3 论

设计 的 射流 冲 的 三 电极 等离子体 高能 合成 射流 激励 器 提供 参考 依据 本文 利用 电 参数 测量 装置 、 高速 单 丝 扭摆 式微 对 激励 器 放电和 射流 冲 量 进行 了 实验 测量 ， 研究 了 激励 器 结构 参数 对 激励 器 放电 特性 及其 冲 量 特性 的 影响 ， 主要 结论 如下 ：

1) 给 定 无 量纲 能量 沉积 ε ， 激励 器 存在 最优 射流 孔径 文 实验 条件 下 射流 孔径 d = 5 мм 左右 时 无 量纲 射流 冲 I ^* 最器 设计 时应 选择 适中 的 射流 孔径。

2) 器 腔 体 体积 增加 ， 无 量纲 沉积 ε 减少 ， 腔内 体 加热 程度 降低 ， 腔 体内 外 压差 速度 随之 降低 ， 无 量纲 I * ， 激励 器 动能 转化 效率 降低 ， 在 激励 器 设计 时应 尽量 选用 小 腔 体 体积。

3) 器 电极 间距 ， 无 量纲 能量 沉积 增加 ， 腔内 体 加热 大 ， 体内 外 压差 和 大 ， 无 量纲 I ^* 大 ， 激励 器 动能 转化 效率 升高 ， 在 能量 范围 内 激励 器 设计 时应 增大 激励 器 电极 间距。

4) 腔 体 体积 和 电极 冲 量 的 影响 可以 转化 量 I ^* 量纲 的器 ， 当 设计 激励 无 能量 沉积 ε 小于 初始 工 况 大 初始 工 况 激励 体 体积 使 无 量纲 沉积 ε 降低 至 设计 值能量 沉积 ε 大于 初始 工 况 时 ， 增大 初始 工 况 激励 器 使 无 量纲 能量 沉积 ε 增加 至 设计 值。

Резонансный способ извлечения энергии из физического вакуума.Рекуперация энергии путем сжигания Методы рекуперации энергии

Возможно, резонансный механизм извлечения энергии из физического вакуума будет наиболее эффективным из всех существующих. Дело в том, что любое колебание характеризуется очень высокой степенью неравномерности. Здесь постоянно меняются как числовое значение скорости движения колеблющегося тела, так и направление вектора скорости. И чем больше неровности, тем лучше должен быть результат.
Точно неизвестно, кто первым разработал резонансные генераторы. Есть свидетельства того, что американский физик Генри Мюррей еще в середине 1920-х годов провел первый успешный эксперимент по извлечению энергии из физического вакуума в достаточно больших объемах. А в конце 1920-х построил 30-ступенчатую установку мощностью 50 кВт, которая непрерывно проработала несколько месяцев. Мюррей не скрывал своих экспериментов и всем показал работающий генератор. Это убило его. Однажды какой-то сумасшедший принес с собой бомбу и взорвал лабораторию.А вскоре внезапно скончался сам изобретатель. После его смерти все сохранившиеся документы и чертежи инсталляции исчезли. А потому точно неизвестно, как выглядел аппарат этого изобретателя.
Вторым был сербский физик Никола Тесла. Он тоже построил резонансный генератор, и его лаборатория в Колорадо-Спрингс тоже была взорвана. К счастью, Тесла был намного известнее Мюррея и поэтому его самого не трогали. Но заблокировали все каналы получения денег на дальнейшее развитие.Аппарат Теслова состоял из электродвигателя и электрического генератора, подключенного к нему через механическую муфту, а также искровой искры. Двигатель вращал генератор, и это генерировало ток, необходимый для работы двигателя. При этом из-за наличия резонанса в цепи ток генерировался в таких количествах, что его хватало для работы самого двигателя и для питания многочисленных внешних потребителей. Когда искра проскакивает между электродами в свече зажигания, в ней возникают колебания очень широкого спектра частот.Причем некоторые из них обязательно будут совпадать с резонансным значением. Если нагрузка изменится, резонанс будет на другой частоте. Такая система очень удобна тем, что не требует блока управления и автоматически настраивается на резонансный режим. Но у искры есть два недостатка, из-за которых Tesla отказалась от этой схемы. Во-первых, искра испускает жесткий рентгеновский луч, вредный для организма. Именно поэтому преждевременно скончались наши современники, работавшие с искровой схемой: Арсений Меделяновский, Владилен Докучаев, Александр Чернецкий.Во-вторых, искра генерирует мощные радиоволны, от которых заглушаются все телевизоры и радио в этом районе.
Tesla быстро выяснила недостатки искры и отказалась от этого метода, разработав другой, более безопасный, и даже попробовав его на практике. Он использовал обычный колебательный контур, который есть во всех радиоприемниках и содержащий по крайней мере одну индукционную катушку и переменный конденсатор. На Земле постоянно бушуют грозы с молниями, которые генерируют электромагнитные волны широкого диапазона частот.Антенна улавливает эти волны и генерирует в цепи слабый переменный ток. А постоянно поддерживаемый в цепи режим резонанса усиливает ток до такой степени, что находящийся там электродвигатель начинает работать. Когда в Далласе, штат Техас, проходила промышленная выставка, Tesla заручилась поддержкой Pierce-Arrow и General Electric, сняла бензиновый двигатель с выставленной Arrow и установила на нем 80-сильный электродвигатель переменного тока. и скорость вращения 1800 об / мин.После этого я пошел в местный магазин, купил несколько электронных ламп, связку проводов, резисторы и из всего этого барахла построил небольшую коробку размером 60 × 30 × 15 см с двумя антеннами. Я установил коробку за сиденьем, подключил к электродвигателю и поехал. Он ездил на машине целую неделю, развивая скорость до 150 км / ч. И на все вопросы об источнике энергии он ответил, что энергия исходит из эфира. Но неграмотные горожане считали, что Тесла связался с дьяволом, толкавшим машину.Возмущенный такими инсинуациями, Тесла снял коробку с машины и отказался рассказывать, как она работает.
Некоторые современные физики, работающие в этой области, видят источник энергии ящика Тесла в электромагнитных полях. В принципе, если настроить частоту аппарата на частоту электрического магнитного поля Земли (от 7 до 7,5 герц, так называемый резонанс Шумана), можно будет извлекать энергию из магнитного поля. Но это противоречит тому, что сказал сам Тесла.В конце концов, он хорошо разбирался в магнитных полях, но всегда говорил об эфире, а не о поле.
Такие схемы в настоящее время изучают Андрей Мельниченко в России, Дон Мартин в США и Паоло Кориа в Канаде. Точная установка Дона Мартина неизвестна, потому что американцы держат это в секрете. Но мой личный разговор с директором Международного института Тесла Джоном МакГиннисом, который продвигает эту разработку, привел меня к выводу, что американская установка почти полностью идентична установке Мельниченко.Андрей начал с простейшего устройства, в состав которого входили только генератор, электродвигатель и конденсатор. Вот его рассказ из журнала «Свет», 6 за 1997 год: «… Заработал на строительстве дач. И работал с циркулярным двигателем мощностью 1,5 кВт. Все шло отлично, пока не отключили питание. Я пошел к соседу, у которого был бензиновый генератор на 127 вольт. Но круговой двигатель рассчитан на 220 вольт. От такого генератора циркуляр почти не работал, диск можно было остановить ладонью.Затем я взял пару обычных конденсаторов и поставил их последовательно с двигателем. Напряжение подскочило до 500 вольт. Я снял один конденсатор, и он оказался ремешком как раз на двигателе. Вошел местный электрик, замерил его и чуть не упал в обморок: бензиновый генератор имел 100 вольт и 0,5 кВт, а электродвигатель — 270 вольт и 1,5 кВт при той же силе тока 0,5 ампер. То есть двигатель имел напряжение на входе в 2 раза меньше номинального, а на выходе на 20% больше.Пила сработала как зверь — доски просто отлетели. Он ничего не мог понять. Затем я вытащил из-под двигателя конденсатор размером со спичечный коробок, которого он не заметил, и объяснил суть эксперимента. Любой специалист сможет воспроизвести его за несколько секунд и убедиться в реальности дополнительной мощности. «
В этой установке вся энергия, выбрасываемая из физического вакуума во время его перехода из возбужденного состояния в нейтральное, отдавалась потребителю.Поэтому для следующего цикла возбуждения требовался внешний источник энергии. В схеме Мельниченко это был бензиновый генератор. А в ящике Теслы были далекие молнии. Но если позволить части полученной энергии повторно возбудить вакуум, посторонний источник энергии может быть удален. Поэтому Мельниченко изменил свое мировоззрение. В модернизированный аппарат помимо двигателя с генератором входили также конденсатор переменной емкости, нагрузка, блок управления и аккумуляторы.Двигатель и генератор были связаны механически через муфту и электрически. Конденсатор был в цепи нагрузки. Цепь нагрузки и цепь двигателя были подключены параллельно генератору. Блок управления изменил емкость конденсатора так, чтобы в цепи всегда поддерживался резонанс. Батареи понадобились только для запуска установки, а после выхода в стационарный режим они отключались.
И Паоло Кориа, кажется, повторяет работу Мюррея.Потому что по внешнему виду инсталляция канадца очень напоминает то, что когда-то показывал американец и как об этом рассказывали посетители его лаборатории. Кориа использует акустический резонанс в плазме. В стеклянной трубке по всей ее длине тянутся два плоских электрода, на которые подается переменное напряжение с частотой, равной резонансной частоте акустических плазменных колебаний (а у Мюррея было 30 таких трубок, установленных последовательно в батарее). Сама плазма создается ионизирующим газом с заряженными частицами, испускаемыми тонким слоем радиоактивного материала, который покрывает внутреннюю сторону электродов.Конечно, степень ионизации и температура такой плазмы довольно низкие, но для получения хорошего результата этого оказывается достаточно. Как сообщает Корея в своих статьях, на одну единицу подводимой энергии он получает от 6 до 18 единиц энергии из плазмы. К сожалению, у такой схемы есть существенный недостаток: положительная обратная связь между подводимой и принимаемой энергиями. Поэтому канадская установка работает нестабильно, генерируемые ток и напряжение скачут в слишком широком диапазоне значений.А это приводит к перенапряжению оборудования и его быстрому выходу из строя. Исследователь пока не знает, как решить эту проблему.
А вот что интересно. Получается, что нечто подобное давно используется на всех электростанциях, правда, с совершенно другим назначением. Явление резонанса в электрической сети хорошо известно всем инженерам-электрикам. Когда это происходит, в сети выделяется огромное количество дополнительной энергии (выделение энергии может быть в 5-10 раз выше нормы), и многие потребители перегорают.При выходе из работы емкость и индуктивность сети изменяются и резонанс исчезает. Но для уже сгоревших устройств от этого легче не становится. Чтобы избежать такого переворота, на выходе со станции устанавливаются специальные антирезонансные вставки. Как только сеть оказывается слишком близкой к условиям резонанса, вставки автоматически изменяют свою пропускную способность и выводят сеть из опасной зоны. Но если бы мы начали специально поддерживать резонанс в сети с соответствующим уменьшением тока на выходе из станции, то расход топлива станций упал бы в десятки раз.И стоимость произведенной энергии упала бы в тот же раз.
Также есть информация, что резонанс позволяет добиться многократного снижения энергозатрат при разложении воды на водород и кислород. Если электролиз проводить током с частотой, равной частоте собственных колебаний атомов водорода и кислорода в молекуле воды, то затраты энергии на разложение уменьшаются в десять раз. Но при последующем сгорании этих газов один в другом будет выделять ту же энергию, что и раньше.Разложив повторно полученную воду током резонансной частоты и снова сжигая образовавшиеся газы, можно добиться того, что при достаточно низком потреблении электроэнергии от розетки или от аккумуляторов мы будем получать огромное количество тепла. . Извините, я не нашел достаточно подробной информации по этой теме, поэтому не могу сказать ничего более конкретного.

Подавляющее большинство людей знают, что наша Земля имеет собственное магнитное поле , однако значительно меньше людей знают об этом электрическое поле и, более того, потенциал этого поля довольно значителен.

Экспериментальные исследования и соответствующие расчеты показали (1), что Земля в целом имеет отрицательный заряд, среднее значение которого оценивается в 500000 С. Этот отрицательный заряд компенсируется положительным объемным зарядом, находящимся в слое ионизированных молекул. на высоте нескольких десятков километров над Землей. Напряженность этого поля очень неравномерно распределена по высоте: она максимальна у поверхности Земли и составляет примерно 150 В / м.Он уменьшается с высотой примерно по экспоненциальному закону и на высоте 10 км составляет около 3% от значения у поверхности Земли. Таким образом, почти все электрическое поле сосредоточено в нижнем слое атмосферы, у поверхности Земли (например, на высоте 10 м потенциал этого поля составляет ~ 1 кВ), поэтому использование его энергия.

Для этого можно взять проводник первого рода (проводники первого рода характеризуются тем, что в них электричество, создаваемое упорядоченным движением свободных электронов, не вызывает химического воздействия и к ним относятся все металлы и графит. ), вмонтируйте в него полезную нагрузку, заземлите один конец и поднимите другой над уровнем Земли.

На мой взгляд, предлагаемое устройство может найти широкое применение в качестве основного или резервного (аварийного) источника электроэнергии в промышленных зонах и в индивидуальном жилищном хозяйстве, особенно в неэлектрифицированных районах, а также в загородных условиях, в кочевых условиях. , во временных лагерях, экспедициях, в районах стихийных бедствий и др.

Таким образом, рынок сбыта только в России может составлять миллионы штук, так как у нас в стране 10 миллионов человек по-прежнему проживают в неэлектрифицированных районах, 6 миллионов сельского населения живет в условиях частых аварийных и ограничительных отключений, а десятки миллионов человек у жителей есть дачи или загородные дома.Более того, сейчас в России началась эра стабильности, когда цены на электроэнергию, отопление, аппетиты госкомпаний, государственных чиновников и т. Д. Неуклонно растут.

Также производство этих устройств имеет очень хорошие экспортные перспективы, особенно в страны, где стоимость электроэнергии в настоящее время уже значительно выше, чем в России, и которая будет только расти в будущем из-за отказа от ядерной энергетики (Германия и т. .), или в страны, где энергоемкие отрасли находятся в невыгодном конкурентном положении (например, Китай).

В заключение я хотел бы сказать, что хотя, по-видимому, нет принципиальных препятствий для реализации идеи этого устройства, поскольку оно работает на хорошо изученных и экспериментально подтвержденных физических явлениях (без привлечения гипотетической энергии вакуума, энергии от другие размеры и т. д.), создание надежно работающего устройства будет непростой инженерной задачей.

Для этого необходимо будет проработать режимы снятия избыточного заряда на образце, так как этот процесс сложен и включает еще недостаточно четкие точки (эффект электризации, фактическое расположение и распределение электронной плотности избыточный заряд в поверхностном слое и т. д.). Не исключено, что в результате этой экспериментальной разработки будет выявлен ряд отрицательных или положительных сторон.

Однако успешное решение этой задачи приведет к колоссальному коммерческому успеху.

Огромное спасибо за ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!

Многие пытаются реализовать идею, лежащую в основе описанного ниже устройства. Суть его в следующем: есть постоянный магнит (ПМ) — гипотетический источник энергии, выходная катушка (коллектор) и модулятор, изменяющий распределение магнитного поля ПМ, тем самым создавая переменный магнитный поток в катушке.
Внедрение (18.08.2004)
Для реализации этого проекта (назовем его TEG, как производную от двух конструкций: VTA Флойда Свита и MEG Тома Бирдена 🙂) я взял два ферритовых сердечника M2000NM с размерами O40xO25x11 мм, сложил их между собой, скрепил изолентой и намотал коллекторную (выходную) обмотку по периметру сердечника — 105 витков проводом ПЭВ-1 в 6 слоев, также закрепив каждый слой изолентой.

Далее снова обматываем изолентой и наматываем на него катушку модулятора (вход).Накручиваем как обычно — тороидальный. Я намотал 400 витков в два провода ПЭВ-0,3, т.е. получилось две обмотки по 400 витков. Это было сделано для того, чтобы расширить возможности эксперимента.

Теперь поместим всю эту систему между двумя магнитами. В моем случае это были оксидно-бариевые магниты марки M22RA220-1, намагниченные в магнитном поле силой не менее 640 000 А / м,
габаритами 80х60х16 мм. Магниты взяты от магниторазрядного диодного насоса НМД 0.16-1 или аналогичный. Магниты ориентированы «в сторону притяжения», и их магнитные линии проходят через ферритовые кольца в осевом направлении.

ТЭГ в сборе (схема).

Работа ТЭГ следующая. Первоначально напряженность магнитного поля внутри коллекторной катушки выше, чем снаружи, из-за наличия внутри феррита. Если насытить сердечник, то у него
магнитная проницаемость резко упадет, что приведет к снижению напряжения внутри коллекторной катушки.Те. нам нужно создать такой ток в модулирующей катушке для насыщения сердечника. К тому времени, когда сердечник станет насыщенным, напряжение на коллекторной катушке повысится. Когда напряжение снимается с катушки управления, напряженность поля снова возрастает, что приведет к выбросу обратной полярности на выходе. Представленная идея родилась где-то в середине февраля 2004 года.

В принципе, достаточно одной катушки модулятора. Блок управления
собран по классической схеме на TL494.Верхняя переменная в цепи
резистора изменяет рабочий цикл от 0 до примерно 45% на каждом канале
, нижняя — задает частоту в диапазоне примерно от 150 Гц до 20
кГц. При использовании одного канала частота соответственно
снижается вдвое. Схема также обеспечивает защиту от перегрузки по току через модулятор
примерно на 5А.

ТЭГ в сборе (внешний вид).

Параметры TAG (измерены мультиметром MY-81):
сопротивление обмотки:
коллектор — 0.5 Ом модуляторы
— 11,3 Ом и 11,4 Ом

коллектор — 1,16 мГн
модуляторы — 628 мГн и 627 мГн

коллектор — 1,15 мГн
модуляторы — 375 мГн и 374 мГн
Эксперимент # 1 (19.08
Катушки модулятора соединены последовательно, выглядит как бифиляр. Использовался один канал генератора. Индуктивность модулятора 1,52 Гн, сопротивление 22,7 Ом. Блок питания
блока управления, далее 15 В, осциллограммы регистрировались двухлучевым осциллографом С1-55.Первый канал (нижний луч) подключается через делитель 1:20 (Cin 17 пФ, Rin 1 МОм), второй канал (верхний луч) подключается напрямую (Cin 40 пФ, Rin 1 МОм). В коллекторной цепи нет нагрузки.
Первое, на что обратили внимание: после снятия импульса с управляющей катушки в ней появляются резонансные колебания, а если следующий импульс приложить в момент противофазы к резонансной вспышке,
то в этот момент есть импульс на выходе коллектора. Также это явление было замечено без магнитов, но в гораздо меньшей степени.То есть, допустим, в этом случае важна крутизна изменения потенциала на обмотке. Амплитуда импульсов на выходе могла достигать 20 В. Однако ток таких скачков очень мал, и конденсатор 100 мкФ, подключенный к выходу через выпрямительный мост, сложно зарядить. Никакой другой нагрузки выход не тянет. При высокой частоте генератора, когда ток модулятора предельно мал, а форма импульсов напряжения на нем остается прямоугольной, на выходе тоже есть скачки, хотя магнитопровод еще очень далек от насыщения.

Выводы:
Пока ничего существенного не произошло. Отметим лишь некоторые эффекты. №
Здесь, думаю, будет справедливо отметить, что есть еще как минимум один человек — некий Сергей А, который экспериментирует с той же системой. Клянусь, мы дошли до этой идеи совершенно самостоятельно :). Насколько далеко зашли его исследования, я не знаю, я не связывался с ним. Но он также отметил похожие эффекты.
Эксперимент № 2 (19.08.2004)
Катушки модулятора отключены и подключены к двум каналам генератора, причем они подключены противоположно, т.е.е. В кольце попеременно создается магнитный поток в разные стороны. Индуктивности катушек указаны выше в параметрах ТЭГ. Измерения проводились так же, как и в предыдущем эксперименте. Коллектор не нагружен.
Осциллограммы ниже показывают напряжение на одной из обмоток модулятора и ток через модулятор (слева), а также напряжение на обмотке модулятора и напряжение на выходе коллектора (справа) при
различных длительностях импульса.Я пока не буду указывать амплитуды и временные характеристики, во-первых, я не сохранил их все, а во-вторых, это пока не важно, пока мы пытаемся качественно отследить поведение системы.

Коэффициент заполнения импульса на канале составляет около 11%, т.е. суммарный — 22%.

Рабочий цикл импульсов заполнения на канале 17.5%, итого 35%.

Один магнит удален.

Снял оба магнита.

При удалении одного магнита амплитуда на выходе уменьшилась почти в 2 раза. Отметим также, что частота колебаний уменьшилась, так как индуктивность модуляторов увеличилась.При удалении второго магнита
выходной сигнал отсутствует.
Выводы:
Похоже, идея в том виде, в каком она была изложена, работает.
Эксперимент № 3 (19.08.2004)
Катушки модулятора снова соединены последовательно, как в первом эксперименте. Противоположное последовательное соединение не имеет абсолютно никакого эффекта. Ничего другого не ожидал :). Подключил как положено. Проверяется работа, как в режиме ожидания, так и с нагрузкой. Осциллограммы ниже показывают ток модулятора (верхний луч) и выходное напряжение (нижний луч) при различных длительностях импульса на модуляторе.В дальнейшем я решил привязать к току модуляторов
как наиболее подходящий в качестве опорного сигнала. Осциллограммы записывались относительно общего провода. Первые 3 цифры находятся в режиме ожидания, последняя — в режиме нагрузки.

Цифры слева направо и сверху вниз: 1) короткая длительность импульса, 2) увеличение длительности с приближением к области насыщения, 3) оптимальная продолжительность, полное насыщение и максимальное выходное напряжение
(без нагрузки), 4) последний режим работы, но с подключенной нагрузкой.
Нагрузка — лампа накаливания 6,3 В, 0,22 А. Его уж точно нельзя назвать свечением … 🙂

Замеры мощности в нагрузке не проводились, интересно еще кое-что:

Выводы:
Не знаю что и думать … Потребление снизилось на 0,3%. Сам генератор без ТЭГ потребляет 18,5 мА. Возможно, что нагрузка косвенно через изменение распределения магнитного поля повлияла на индуктивность.
модуляторов. Хотя, если сравнить осциллограммы тока через модулятор в режиме холостого хода и с нагрузкой (например, при прокрутке вперед-назад в ACDSee), то можно заметить небольшую блокировку вершины пика при работе с нагрузкой
. Увеличение индуктивности привело бы к уменьшению ширины пика. Хотя все это очень призрачно …
Эксперимент №4 (20.08.2004)
Цель поставлена: получить максимальную отдачу от того, что есть. В предыдущем эксперименте я столкнулся с пределом частоты, при котором обеспечивалась оптимальная длительность импульса при максимально возможном уровне заполнения импульса ~ 45% (скважность минимальна).Поэтому необходимо было уменьшить индуктивность обмотки модулятора (раньше две были соединены последовательно), но в этом случае
должен будет увеличить ток. Итак, теперь катушки модулятора подключены отдельно к обоим выходам генератора, как во 2-м эксперименте, но на этот раз они включены в одном направлении (как указано на принципиальной схеме генератора
). При этом изменились осциллограммы (они были записаны относительно общего провода). Они выглядят намного симпатичнее :).Вдобавок у нас теперь есть две обмотки, которые работают поочередно. Это означает, что при той же максимальной длительности импульса мы можем удвоить частоту (для этой схемы).
Выбирается определенный режим работы генератора по максимальной яркости лампы на выходе. Итак, как обычно, перейдем к чертежам …

Верхний луч — это модулятор тока. Внизу слева — напряжение на одном из модуляторов, справа — управляющий импульс того же канала с выхода TL494.

Здесь слева отчетливо видно увеличение напряжения на обмотке модулятора при работе второго (второй полупериод, логический «0» на правой осциллограмме). Эмиссия, когда модулятор выключен при напряжении 60 вольт, ограничивается диодами, которые являются частью переключателей возбуждения.

Верхний луч — это модулятор тока. Внизу слева — выходное напряжение с нагрузкой, справа — выходное напряжение без нагрузки.

Нагрузка — та же лампа 6,3 В, 0,22 А. И снова картина с потреблением повторяется …

Снова у нас снижение потребления при подключении нагрузки к коллектору. Измерения, конечно, находятся на пороге точности прибора, но, тем не менее, повторяемость 100%. Мощность нагрузки составила порядка 156
мВт. На входе — 9,15 Вт. И еще никто не заговорил о «вечном двигателе» 🙂
Здесь можно полюбоваться горящей лампочкой:

Выводы:
Эффект очевиден.Что из этого получится — покажет время. На что следует обратить внимание? Во-первых, увеличить количество витков коллектора, возможно, добавив еще пару колец, но лучше было бы подобрать
оптимальных габаритов магнитопровода. Кто будет делать расчеты? 😉 Возможно, имеет смысл увеличить магнитную проницаемость магнитной цепи. Это должно увеличить разницу в напряженности магнитного поля внутри и снаружи катушки. В то же время индуктивность модулятора будет уменьшена.Также считалось, что промежутки между кольцом и магнитом нужны, чтобы, скажем так, было место изгибу магнитных линий при изменении свойств среды — магнитной проницаемости. Однако на практике это приводит только к падению выходного напряжения. На данный момент зазоры определяются 3 слоями изоленты и толщиной обмотки модулятора, на глазок это максимум 1,5 мм с каждой стороны.
Эксперимент 4.1 (21.08.2004)
Предыдущие опыты проводились на работе.Принес домой блок управления и «трансформатор». Один и тот же набор магнитов у меня дома был долгое время. Собрано. Я был удивлен, обнаружив, что могу поднять другую частоту. Видимо мои «домашние» магниты были чуть сильнее, в результате чего индуктивность модуляторов уменьшилась. Радиаторы уже больше грелись, но ток потребления схемы был 0,56 А и 0,55 А без нагрузки и с нагрузкой соответственно при том же питании 15 В. Возможно, был сквозной ток через ключи.В данной схеме на высокой частоте это не исключено. К выходу подключил галогеновую лампочку 2,5 В, 0,3 А. На нагрузку поступило 1,3 В, 200 мА. Общий вход 8,25 Вт, выход 0,26 Вт — КПД 3,15%. Но обратите внимание, опять же без ожидаемого традиционного влияния на источник!
Эксперимент №5 (26.08.2004)
Новый преобразователь (версия 1.2) собран на кольце с повышенной проницаемостью — М10000НМ, размеры те же: O40xO25x11 мм. К сожалению, кольцо было только одно.Чтобы на обмотке коллектора поместилось больше витков, провод берут более тонким. Итого: коллектор на 160 витков с проводом О 0,3 и еще два модулятора по 235 витков, тоже с проводом О 0,3. А также был найден новый блок питания до 100 В и током до 1,2 А. с амплитудой выходного напряжения.
Пока нечем измерить индуктивности и сделать снимок. Поэтому приведу голые цифры без излишеств. Было проведено несколько измерений при разных напряжениях питания и режимах работы генератора.Ниже приведены некоторые из них.
без достижения полного насыщения \

Вход: 20 В x 0,3 A = 6 Вт
КПД: 3,6%

Вход: 10 В x 0,6 A = 6 Вт
Выход: 9 В x 24 мА = 0,216 Вт
КПД: 3,6 % Вход: 15 В x 0,5 A = 7,5 Вт
Выход: 11 В x 29 мА = 0,32 Вт
КПД: 4,2%
с полным насыщением

Вход: 15 В x 1,2 A = 18 Вт
Выход: 16 В x 35 мА = 0.56W
КПД: 3,1%
Выводы:
Оказалось, что в режиме полного насыщения КПД падает, так как ток модулятора резко возрастает.Оптимальный (по КПД) режим работы был достигнут при напряжении питания 15 В. Влияния нагрузки на источник питания не обнаружено. Для данного 3-го примера с КПД 4,2 ток в цепи с подключенной нагрузкой должен увеличиться примерно на 20 мА, но увеличение также не было зафиксировано.
Эксперимент № 6 (2.09.2004)
Часть витков модулятора была удалена, чтобы увеличить частоту и уменьшить зазоры между кольцом и магнитом.Теперь у нас есть две обмотки модулятора по 118 витков, намотанные в один слой. Коллектор оставлен без изменений — 160 витков. Кроме того, были измерены электрические характеристики нового преобразователя.

Параметры TAG (версия 1.21), измеренные мультиметром MY-81:
сопротивление обмотки:
коллектор — 8,9 Ом
модуляторы — по 1,5 Ом
индуктивность обмоток без магнитов:
коллектор — 3,37 мГн
модуляторы — 133.4 мГн каждый
последовательно соединенных модуляторов — 514 мГн
индуктивность обмоток с установленными магнитами:
коллектор — 3,36 мГн
модуляторы — 89,3 мГн каждый
модуляторы, соединенные последовательно — 357 мГн
Ниже я представляю результаты двух измерений работа ТЭГ в разных режимах. Чем выше напряжение питания, тем выше частота модуляции. В обоих случаях модуляторы включаются последовательно.

Вход: 15 В x 0,55 A = 8,25 Вт
Выход: 1.88 В x 123 мА = 0,231 Вт
КПД: 2,8%

Вход: 19,4 В x 0,81 А = 15,714 Вт
Выход: 3,35 В x 176 мА = 0,59 Вт
КПД: 3,75%
Выводы:
Первое и самое печальное. После внесения изменений в модулятор зафиксировано увеличение расхода при работе с новым преобразователем. Во втором случае потребление увеличилось примерно на 30 мА. Те. без нагрузки потребление составило 0,78 А, с нагрузкой — 0,81 А. Умножаем на питание 19,4 В и получаем 0.582 Вт — та же мощность, что сняли с выхода. Однако, повторю со всей ответственностью, раньше этого не наблюдалось. При подключении нагрузки в этом случае четко прослеживается более крутой подъем тока через модулятор, что является следствием уменьшения индуктивности модулятора. С чем это связано, пока не известно.
И ложка дегтя. Боюсь, что в этой конфигурации не удастся получить КПД более 5% из-за слабого перекрытия магнитного поля.Другими словами, насыщая сердечник, мы ослабляем поле внутри коллекторной катушки только в области прохождения самого этого сердечника. Но магнитные линии, идущие из центра магнита через центр катушки, никак не перекрываются. Причем часть магнитных линий, «смещенных» с сердечника при его насыщении, также обходит последний с внутренней стороны кольца. Те. таким образом, модулируется лишь небольшая часть магнитного потока ФМ. Необходимо изменить геометрию всей системы.Возможно, вам стоит ожидать некоторого повышения эффективности при использовании кольцевых магнитов от динамиков. Также не отпускает мысль о работе модуляторов в резонансном режиме. Однако в условиях насыщения сердечника и, соответственно, постоянно меняющейся индуктивности модуляторов сделать это непросто.
Исследования продолжаются …
Если хотите обсудить, заходите на «форум страстных» — мой ник Armer .
Или напишите на [адрес электронной почты защищен], но подумайте лучше на форуме.

x x x
Dragons ‘Lord: Во-первых, большое спасибо Армеру за предоставленный отчет об экспериментах с великолепными иллюстрациями. Думаю, скоро у нас появятся новые работы Владислава. А пока я выскажу свои мысли по поводу этого проекта и его возможных улучшений. Предлагаю изменить схему генератора следующим образом:

Предлагается использовать кольцевые магниты вместо плоских внешних магнитов (пластин). Причем внутренний диаметр магнита должен быть примерно равен диаметру кольца магнитопровода, а внешний диаметр магнита больше внешнего диаметра кольца магнитопровода.
В чем проблема низкого КПД? Проблема в том, что вытесненные из магнитопровода магнитные линии все же пересекают область витков вторичной обмотки (они выдавливаются и концентрируются в центральной области). Указанное соотношение колец создает асимметрию и заставляет большую часть магнитных линий с предельно насыщенной центральной магнитной цепью огибать ее во ВНЕШНЕМ пространстве. Во внутренней области будет меньше магнитных линий, чем в базовой версии.На самом деле, эту «болезнь» нельзя полностью вылечить кольцами, как раньше. Ниже описано, как повысить общую эффективность.
Также предлагается использовать дополнительный внешний магнитопровод, который концентрирует мощность
линии в рабочей зоне устройства, делая его более мощным (здесь важно не переборщить, так как мы используем идею с полной насыщение центральной жилы). Конструктивно внешний магнитопровод представляет собой точеные ферромагнитные детали осесимметричной геометрии (что-то вроде трубы с фланцами).На картинке вы видите горизонтальную разделительную линию верхней и нижней «чашек». Или это могут быть дискретные независимые магнитопроводы (скобки).
Следующий шаг — подумать об улучшении процесса с «электрической» точки зрения. Понятно — первое, что нужно сделать, это привести первичный контур в резонанс. Ведь вредной обратной связи от вторичной цепи у нас нет. Предлагается использовать токовый резонанс по понятным причинам (ведь цель — насытить сердечник).Второе замечание, пожалуй, на первый взгляд не так очевидно. В качестве вторичной обмотки предлагается использовать не штатную обмотку соленоида катушки, а сделать несколько плоских бифилярных катушек Тесла и разместить их по внешнему диаметру магнитопровода «слоеным тестом», соединив их последовательно. Чтобы вообще убрать существующее минимальное взаимодействие друг с другом в осевом направлении соседних бифилярных катушек, нужно соединить их таким же образом ЧЕРЕЗ ОДНУ, возвращаясь от последней ко второй (повторно используя значение бифиляра).
Таким образом, за счет максимальной разности потенциалов в двух соседних витках запасенная энергия вторичной цепи будет максимально возможной, что на порядок выше, чем у варианта с обычным соленоидом.
Как видно из схемы, ввиду того, что «пирог» бифиляров имеет довольно приличную длину в
горизонтальном направлении — первичку предлагается наматывать не поверх вторичной, а под ней. Непосредственно к магнитной цепи.
Как я уже сказал, с помощью колец невозможно преодолеть определенный предел эффективности.И уверяю вас, что там нет никакого запаха сверхзависимости. Магнитные линии, смещенные от центральной магнитной цепи, будут
огибать ее вдоль самой поверхности (по кратчайшему пути), таким образом, как и до пересечения области
, ограниченной витками вторичной обмотки. Анализ конструкции вынуждает отказаться от нынешней схемы. Вам понадобится центральный магнитопровод БЕЗ отверстия. Давайте посмотрим на следующую схему:

Основной магнитопровод нарисован из отдельных пластин или стержней прямоугольного сечения, а
представляет собой параллелепипед.Первичная обмотка ставится прямо на нее. Его ось расположена горизонтально
и смотрит на нас по схеме. Во-вторых, все еще «слоеное тесто» от бифилярной компании Tesla. Теперь
обратите внимание, что мы ввели дополнительную (вторичную) магнитную цепь, которая представляет собой «чашку» с
отверстиями в дне. Зазор между краем отверстия и основной центральной магнитной цепью (первичной катушкой) должен быть минимальным, чтобы эффективно перехватывать смещенные магнитные линии и оттягивать их назад, предотвращая их прохождение через бифиляр.Конечно, следует отметить, что магнитная проницаемость центрального магнитопровода должна быть на порядок выше, чем
вспомогательного. Например: центральный параллелепипед — 10000, «чашки» — 1000. В нормальном (ненасыщенном) состоянии центральный сердечник из-за большей магнитной проницаемости будет втягивать в себя магнитные линии.
А теперь самое интересное 😉. Рассмотрим подробнее — что у нас получилось? … И у нас получился самый обычный МЭГ, только в «недоделанной» версии. Другими словами, я хочу сказать, что классический
по производительности MEG v.Генератор 4.0 в пару раз опережает нашу лучшую схему ввиду его способности перераспределять магнитные линии (раскачивая «качели») для отвода полезной энергии на протяжении всего цикла своей работы.
Причем с обоих плеч магнитопровода. В нашем случае у нас однорычажная конструкция. Мы просто не используем половину возможной эффективности.
Надеюсь, что Владислав проведет эксперименты над MEG v.4.0 в самое ближайшее время, так что еще
, что такая машина (в версии v.3.0) он уже есть;). И, конечно же, необходимо
использовать резонанс тока на первичных управляющих катушках, установленных не непосредственно на плечах магнитопровода, а на ферритовых вставках-пластинах, перпендикулярных им (в разрыв магнитопровода). Отчет, поступив ко мне, я сразу же составляю и предоставляю нашим читателям.

«Новосибирский генератор ТЭГ»

Чтобы решить проблему нехватки ископаемого топлива, исследователи всего мира работают над созданием и внедрением альтернативных источников энергии.И дело не только в известных ветряках и солнечных батареях. Газ и нефть можно заменить энергией водорослей, вулканов и шагов человека. Компания Recycle выбрала десять самых интересных и экологически чистых источников энергии будущего.

Джоули с турникетов

Ежедневно через турникеты при входе на вокзалы проходят тысячи людей. У нескольких исследовательских центров мира возникла идея использовать поток людей в качестве инновационного генератора энергии.Восточно-Японская железнодорожная компания решила оснастить каждый турникет на вокзалах генераторами. Установка работает на вокзале в районе Сибуя в Токио: пьезоэлектрические элементы встроены в пол под турникетами, которые вырабатывают электричество за счет давления и вибрации, которые они получают, когда люди наступают на них.

Еще одна технология «энергетического турникета» уже используется в Китае и Нидерландах. В этих странах инженеры решили использовать не эффект прижатия пьезоэлементов, а эффект отталкивания ручек турникета или дверей турникета.Концепция Голландская компания Boon Edam предусматривает замену стандартных дверей на входах в торговые центры (которые обычно работают на системе фотоэлементов и начинают вращаться) на двери, которые посетитель должен толкать и таким образом вырабатывать электричество.

В голландском центре Natuurcafe La Port такие двери генератора уже появились. Каждый из них производит около 4600 киловатт-часов энергии в год, что на первый взгляд может показаться незначительным, но служит хорошим примером альтернативной технологии производства электроэнергии.

Водоросли топят дома

Водоросли стали рассматривать как альтернативный источник энергии относительно недавно, но технология, по мнению специалистов, очень перспективная. Достаточно сказать, что с 1 гектара водной поверхности, занятой водорослями, можно получить 150 тысяч кубометров биогаза в год. Это примерно равно объему газа, добываемого небольшой скважиной, и этого достаточно для жизни небольшого поселка.

Зеленые водоросли просты в уходе, они быстро растут и относятся ко многим видам, которые используют солнечный свет для фотосинтеза.Вся биомасса, будь то сахар или жиры, может быть преобразована в биотопливо, чаще всего в биоэтанол и биодизель. Водоросли — идеальное экологическое топливо, потому что они растут в водной среде, не требуют земельных ресурсов, высокопродуктивны и не наносят вреда окружающей среде.

По оценкам экономистов, к 2018 году мировой оборот от переработки биомассы морских микроводорослей может составить около 100 миллиардов долларов. Уже существуют реализованные проекты на «водорослевом» топливе — например, 15-квартирный дом в Гамбурге, Германия.Фасады дома покрыты 129 аквариумами с водорослями, которые служат единственным источником энергии для отопления и кондиционирования здания, получившего название «Дом с биологическим интеллектом» (BIQ).

Лежачие полицейские освещают улицы

Концепция выработки электроэнергии с использованием так называемых «лежачих полицейских» начала реализовываться сначала в Великобритании, затем в Бахрейне, и вскоре технология дойдет до России. Все началось, когда британский изобретатель Питер Хьюз создал Электрокинетическую дорогу. Пандус для шоссе.Пандус состоит из двух металлических пластин, которые немного возвышаются над дорогой. Под пластинами находится электрический генератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда машина проезжает по рампе.

В зависимости от веса автомобиля пандус может генерировать от 5 до 50 киловатт за время прохождения автомобиля по пандусу. Такие пандусы, как аккумуляторы, способны снабжать электричеством светофоры и светящиеся дорожные знаки … В Великобритании технология уже работает в нескольких городах. Метод стал распространяться и в другие страны — например, в небольшой Бахрейн.

Самое удивительное, что нечто подобное можно увидеть и в России. Такое же решение для уличного освещения предложил студент из Тюмени Альберт Бранд на форуме ВУЗПромЭкспо. По расчетам разработчика, в его городе через лежачие полицейские проезжают от 1000 до 1500 автомобилей в сутки. За один «наезд» автомобиля на «лежачую полицейскую», оборудованную электрогенератором, вырабатывается около 20 ватт электроэнергии, не наносящей вреда окружающей среде.

Больше, чем просто футбол

Разработанный группой выпускников Гарварда, которые основали Uncharted Play, мяч Soccket может генерировать достаточно электричества для питания светодиодной лампы в течение нескольких часов за полчаса игры в футбол.Soccket называют экологически чистой альтернативой небезопасным источникам энергии, которыми часто пользуются жители слаборазвитых стран.

Принцип накопления энергии в шаре Soccket довольно прост: кинетическая энергия, генерируемая при ударе шара, передается крошечному маятниковому механизму, который приводит в действие генератор. Генератор вырабатывает электричество, которое хранится в батарее. Накопленную энергию можно использовать для питания любого небольшого электроприбора — например, настольной лампы со светодиодом.

Выходная мощность

Soccket составляет шесть ватт. Энергетический шар уже получил международное признание: он получил множество наград, был высоко оценен Глобальной инициативой Клинтона и получил одобрение на известной конференции TED.

Скрытая энергия вулканов

Одно из главных достижений в развитии вулканической энергии принадлежит американским исследователям из компаний-инициаторов AltaRock Energy и Davenport Newberry Holdings. «Подопытным» был спящий вулкан в Орегоне.Соленая вода закачивается глубоко в скалы, температура которых очень высока из-за распада радиоактивных элементов в коре планеты и самой горячей мантии Земли. При нагревании вода превращается в пар, который подается на турбину, вырабатывающую электричество.

На данный момент действуют всего две малые электростанции этого типа — во Франции и в Германии. Если американская технология работает, то, по данным Геологической службы США, геотермальная энергия потенциально может обеспечить 50% электроэнергии, необходимой стране (сегодня ее вклад составляет всего 0.3%).

Другой способ использования вулканов для получения энергии был предложен в 2009 году исландскими исследователями. Недалеко от вулканических глубин они обнаружили подземные резервуары с водой с аномально высокой температурой. Сверхгорячая вода находится где-то на границе между жидкостью и газом и существует только при определенной температуре и давлении.

Ученые могли создать нечто подобное в лаборатории, но оказалось, что такая вода встречается и в природе — в недрах земли. Считается, что из воды «критической температуры» можно получить в 10 раз больше энергии, чем из воды, доведенной до кипения классическим способом.

Энергия человеческого тепла

Принцип работы термоэлектрических генераторов на перепаде температур известен давно. Но всего несколько лет назад технологии начали делать возможным использование тепла человеческого тела в качестве источника энергии. Группа исследователей из Корейского научно-технического института (KAIST) разработала генератор, встроенный в гибкую стеклянную пластину.

T Какой гаджет позволит фитнес-браслетам подзарядиться от тепла человеческой руки — например, во время бега, когда тело очень горячее и контрастирует с температурой окружающей среды… Корейский генератор размером 10 на 10 сантиметров может производить около 40 милливатт энергии при температуре кожи 31 градус Цельсия.

Похожая технология была взята за основу молодой Энн Макосински, которая изобрела фонарик, который заряжается от разницы температур воздуха и человеческого тела. Эффект объясняется использованием четырех элементов Пельтье: их особенность — способность генерировать электричество при нагревании с одной стороны и охлаждении с другой.

В результате фонарик Анны излучает довольно яркий свет, но не требует перезаряжаемых батарей.Для его работы требуется всего лишь разница температур всего в пять градусов между степенью нагрева ладони человека и температурой в помещении.

Ступеньки для умной тротуарной плитки

Ежедневно в любую точку одной из оживленных улиц можно подняться до 50 000 ступенек. Идея использования пешеходного движения для эффективного преобразования шагов в энергию была реализована в продукте, разработанном Лоуренсом Камбалл-Куком, директором британской компании Pavegen Systems Ltd. Инженер создал тротуарную плитку, которая генерирует электричество из кинетической энергии идущих пешеходов. .

Устройство в инновационной плитке изготовлено из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии прогибается примерно на пять миллиметров. Это, в свою очередь, создает энергию, которую механизм преобразует в электричество. Накопленные ватты либо хранятся в литий-полимерной батарее, либо напрямую идут на освещение автобусных остановок, витрин и вывесок.

Сама плитка Pavegen считается полностью экологически чистой: ее корпус изготовлен из специальной нержавеющей стали и переработанного полимера с низким содержанием углерода.Верхняя поверхность изготовлена ​​из использованных покрышек, что делает плитку прочной и устойчивой к истиранию.

Во время летних Олимпийских игр 2012 года в Лондоне плитка была выложена на многих туристических улицах. За две недели им удалось получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого было более чем достаточно для работы уличного освещения в британской столице.

Велосипедная зарядка смартфонов

Для подзарядки плеера, телефона или планшета розетка не требуется. Иногда достаточно просто крутить педали.Например, американская компания Cycle Atom выпустила устройство, позволяющее заряжать внешний аккумулятор во время езды на велосипеде и впоследствии подзаряжать мобильные устройства.

Этот продукт, получивший название Siva Cycle Atom, представляет собой легкий велосипедный генератор с питанием от литиевой батареи, предназначенный для питания практически любого мобильного устройства с портом USB. Этот мини-генератор можно установить на самые распространенные велосипедные рамы за считанные минуты. Сам аккумулятор легко снимается для последующей подзарядки гаджетов.Пользователь занимается спортом и педалями — и через пару часов его смартфон уже заряжен на 100 центов.

Nokia, в свою очередь, также представила широкой публике гаджет, который крепится к велосипеду и позволяет превратить педалирование в метод получения экологически чистой энергии. Комплект зарядного устройства для велосипеда Nokia имеет динамо-машину, небольшой электрический генератор, который использует энергию колес велосипеда для зарядки вашего телефона через стандартный 2-миллиметровый штекер, который есть в большинстве телефонов Nokia.

Преимущества сточных вод

Любой большой город ежедневно сбрасывает в открытые водоемы огромное количество сточных вод, загрязняющих экосистему. Казалось бы, отравленная сточными водами вода уже никому не может быть полезна, но это не так — ученые открыли способ создания на ее основе топливных элементов.

Одним из пионеров этой идеи был профессор Университета штата Пенсильвания Брюс Логан. Общая концепция очень трудна для понимания неспециалистом и основана на двух столпах — использовании бактериальных топливных элементов и установке так называемого обратного электродиализа.Бактерии окисляют органические вещества в сточных водах и при этом производят электроны, создавая электрический ток.

Для выработки электроэнергии можно использовать практически любые органические отходы — не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты винодельческой, пивоваренной и молочной промышленности. Что касается обратного электродиализа, то здесь работают электрические генераторы, разделенные на клетки мембранами и извлекающие энергию из разницы солености двух смешивающихся жидких потоков.

Энергетика «Бумага»

Японский производитель электроники Sony разработал и представил на Токийской экологической ярмарке биогенератор, который может вырабатывать электричество из мелко нарезанной бумаги. Суть процесса заключается в следующем: гофрокартон нужен для выделения целлюлозы (это длинная цепочка глюкозного сахара, содержащаяся в зеленых растениях).

Цепь разрывается с помощью ферментов, а образовавшаяся глюкоза обрабатывается другой группой ферментов, с помощью которых высвобождаются ионы водорода и освобождаются электроны… Электроны направляются через внешнюю цепь для выработки электричества. Предполагается, что такая установка при обработке одного листа бумаги размером 210 на 297 мм может генерировать около 18 Вт в час (примерно такое же количество энергии вырабатывают 6 батареек АА).

Метод экологически чистый: важным преимуществом такой «батареи» является отсутствие металлов и вредных химических соединений … Хотя на данный момент технология еще далека от коммерциализации: электроэнергии вырабатывается совсем немного — ее достаточно для питания небольших портативных гаджетов.

.